WRF模式运行手册.docx
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WRF模式运行手册
WRF模式运行手册
二○一○年八月二十四日
第一部分WRF模式介绍
WRF（WeatherResearchForecast）模式系统是由许多美国研究部门及大学的科学家共同参与进行开发研究的新一代中尺度预报模式和同化系统。
WRF模式系统的开发计划是在1997年由NCAR中小尺度气象处、NCEP的环境模拟中心、FSL的预报研究处和奥克拉荷马大学的风暴分析预报中心四部门联合发起建立的，并由国家自然科学基金和NOAA共同支持。
现在，这项计划，得到了许多其他研究部门及大学的科学家共同参与进行开发研究。
WRF模式系统具有可移植、易维护、可扩充、高效率、方便的等诸多特性，将为新的科研成果运用于业务预报模式更为便捷，并使得科技人员在大学、科研单位及业务部门之间的交流变得更加容易。
WRF模式系统将成为改进从云尺度到天气尺度等不同尺度重要天气特征预报精度的工具。
重点考虑1－10公里的水平网格。
模式将结合先进的数值方法和资料同化技术，采用经过改进的物理过程方案，同时具有多重嵌套及易于定位于不同地理位置的能力。
它将很好的适应从理想化的研究到业务预报等应用的需要，并具有便于进一步加强完善的灵活性。
第二部分模式运行环境搭建
1、所需的各种组件：
（1）一般的32位或64位PC均可，当然也可以是集群或高性能计算机
（2）一般的Linux操作系统或类Unix操作系统
（3）基本的编译环境，例如gcc、perl、BourneShell、CShell、make、m4、sed、awk等等以及相应的库
（4）Fortran编译器,一般用PGI或Intel的
（5）NetCDF（BecausemostoftheWRFpost-processingpackagesassumethatthedatafromtheWRFmodel,theWPSpackage,ortheWRF-VarprogramisusingthenetCDFlibraries）
（6）如果是要跑并行的，一般就可以装mpich或openmpi
（7）后处理一般可以使用GrADS、NCL、RIP4、Vis5D
（8）一般安装完上术软件后都要把相对的可执行程序的路径设到环境变量中。
2、Linux操作系统安装（略）
3、安装PGI
（1）解压缩PGI压缩包
$cd/home/name/Model,
$mkdirPGI
$tar-xvfpgilinux-715.tar.gz-CPGI
$cdPGI
$./install出现提示信息
Doyouaccepttheseterms?
[accept,decline]
accept
1,singlesysteminstall
2,Networkinstall
1
InstalltheACML?
[y/n]
n
Installationdirectory?
[/opt/pgi]
/usr/local/pgi
DoyouwishtoinstallMPICH1?
[y/n]q
Doyouwantthefilesintheinstalldirectorytoberead-only?
[y/n]
n
installcomplete
把与安装版本相适应的license.dat拷贝到你安装的目录下
（2）配置.bashrc里的环境变量
exportPGI=/usr/local/pgi/linux86/7.1-4/
exportMANPATH=$MANPATH:
$PGI/man
exportLM_LICENSE_FILE=/usr/local/pgi/license.dat
exportPATH=$PATH:
$PGI/bin
$source.bashrc
为了试验pgi是否安装成功，可以打如下命令
$pgf90
如果有如下提示信息，说明已安装成功
$pgf90-Warning-Nofilestoprocess
如果大家是在更高版本的fedora下装pgi，估计pgi的版本也会相应的升高，
（3）编译命令
编译FORTRAN程序：
pgf90–byteswapiofilename.for–ofilename.exe
编译C程序：
pgcc–byteswapiofilename.c–ofilename.exe
4、安装netcdf
（1）解压netcdf-4.0压缩包
$mkdir/home/name/Program/netcdf
$cd/home/name/Model
$tar-xvfnetcdf-4.0
$cdnetcdf-4.09
$./configure--prefix=/usr/local/netcdfFC=pgf90
$make
$makeinstall
（2）配置.bashrc里的环境变量
exportNETCDF=/usr/local/netcdf
exportNETCDF_LIB=$NETCDF/lib
exportNETCDF_INC=$NETCDF/include
exportPATH=$PATH:
$NETCDF/bin
试验netcdf安装是否成功.
$whichncdump
$ncdump
如果出现使用说明则说明安装成功
5、安装ncl
（1）下载编译好的程序
uname–a
gcc–version
根据这两个命令的输出来选择下载的ncl版本：
NCL5.1.132-bitbinaryfori686chipsforLINUX（compiledwithgcc4.1.2）
（2）解压程序包
gunzipncl_ncarg-5.1.1.i686_5.10.tar.gz
（3）将解压后的程序包拷贝的你需要安装的目录（以/usr/local目录为例）,并将
包解开
$mkdir/usr/local
$cd/usr/local
$cpncl_ncarg-5.1.0.i686_5.10.tar.
$tar-xvfncl_ncarg-5.1.1.i686_5.10.tar
（4）设置NCARG_ROOT环境变量
exportNCARG_ROOT=/usl/local/ncarg
exportNCARG_LIB=$NCARG_ROOT/lib
exportNCARG_INC=$NCARG_ROOT/include
exportPATH=$PATH:
$NCARG_ROOT/bin
$source.bashrc
（5）设置DISPLAY变量
exportDISPLAY=:
0.0
exportDISPLAY=IP:
0
exportDISPLAY=localhost:
13.0
如想试验安装是否成功
$whichidt
$idt
如进入程序就说明已经成功
第三部分模式的编译安装
1、编译安装WRF模式主体
1）获取源程序包（获取源程序代码可从WRF的官方网站下载）
cp/win/soft/WRFV3.2.TAR.gz.
2）解压释放源程序包
tar–xvfzWRFV3.2.TAR.gz
3）进入释放后的源程序目录
cdWRFV3
4）配置编译环境
configure
出现如下的选择列表：
Pleaseselectfromamongthefollowingsupportedplatforms.
1.Linuxi486i586i686,gfortrancompilerwithgcc（serial）
2.Linuxi486i586i686,gfortrancompilerwithgcc（smpar）
3.Linuxi486i586i686,gfortrancompilerwithgcc（dmpar）
4.Linuxi486i586i686,gfortrancompilerwithgcc（dm+sm）
5.Linuxi486i586i686,g95compilerwithgcc（serial）
6.Linuxi486i586i686,g95compilerwithgcc（dmpar）
7.Linuxi486i586i686,PGIcompilerwithgcc（serial）
8.Linuxi486i586i686,PGIcompilerwithgcc（smpar）
9.Linuxi486i586i686,PGIcompilerwithgcc（dmpar）
10.Linuxi486i586i686,PGIcompilerwithgcc（dm+sm）
11.Linuxx86_64i486i586i686,ifortcompilerwithicc（serial）
12.Linuxx86_64i486i586i686,ifortcompilerwithicc（smpar）
13.Linuxx86_64i486i586i686,ifortcompilerwithicc（dmpar）
14.Linuxx86_64i486i586i686,ifortcompilerwithicc（dm+sm）
15.Linuxi486i586i686x86_64,PathScalecompilerwithpathcc（serial）
16.Linuxi486i586i686x86_64,PathScalecompilerwithpathcc（dmpar）
Enterselection[1-16]:
（建议选择3）
------------------------------------------------------------------------
Compilefornesting?
（0=nonesting,1=basic,2=presetmoves,3=vortexfollowing）[default0]:
（建议选择1）
5）编译模式主体
compileem_real
编译成功后，在main目录下有real.exe和wrf.exe。
如果没有，则说明编译失败。
2、编译WPS
1）获取源程序包（获取源程序代码可从WRF的官方网站下载）
cpWPSV3.2.TAR.gz./
2）解压释放源程序包
tar–xvfzWPSV3.2.TAR
3）进入释放后的源程序目录
cdWPS
4）配置编译环境
configure
出现如下的选择列表：
------------------------------------------------------------------------
Pleaseselectfromamongthefollowingsupportedplatforms.
1.PCLinuxi486i586i686,PGIcompilerserial,NOGRIB2
2.PCLinuxi486i586i686,PGIcompilerserial
3.PCLinuxi486i586i686,PGIcompilerDMparallel,NOGRIB2
4.PCLinuxi486i586i686,PGIcompilerDMparallel
5.PCLinuxi486i586i686,Intelcompilerserial,NOGRIB2
6.PCLinuxi486i586i686,Intelcompilerserial
7.PCLinuxi486i586i686,IntelcompilerDMparallel,NOGRIB2
8.PCLinuxi486i586i686,IntelcompilerDMparallel
9.PCLinuxi486i586i686,g95compiler,serial,NOGRIB2
10.PCLinuxi486i586i686,g95compiler,serial
11.PCLinuxi486i586i686,g95compiler,DMPARALLEL,NOGRIB2
12.PCLinuxi486i586i686,g95compiler,DMPARALLEL
13.PCLinuxi486i586i686,gfortrancompiler,serial,NOGRIB2
14.PCLinuxi486i586i686,gfortrancompiler,serial
15.PCLinuxi486i586i686,gfortrancompiler,DMPARALLEL,NOGRIB2
16.PCLinuxi486i586i686,gfortrancompiler,DMPARALLEL
Enterselection[1-16]:
（建议选择2）
5）编译WPS
compilewps
编译成功后，在WPS的主目录下有geogrid.exe、ungrib.exe和metgrid.exe。
如果没有，则说明编译失败。
6）编译WPS的辅助工具
compileutil
编译成功后，在util目录下有g1print.exe、mod_levs.exe、plotgrids.exe、avg_tsfc.exe、g2print.exe、plotfmt.exe和rd_intermediate.exe。
如果没有，则说明编译失败。
配置编译环境是选择了不支持GRIB2的选项，所以g2print.exe是没有产生。
3、安装WRFDA
安装WRFDAV3前要先装三个外部库bufr（如不用bufr格式的数据，可以不用装，这是3.1版本之前的WRFDA所不允许的），lapack，和blas
$cd/home/name/Model
$tar-xvfWRFDAV3.TAR.gz-C/home/name/Program
$cd/home/name/Program
$mkdir
$tar-xvf/home/name/Model/bufrlib.tar
$cdBUFR
$cpp-traditional-I.-C-DRECL1wrdlen.F>wrdlen.f/x6RL'U%Z
$cpp-traditional-I.-C-DRECL1irev.F>irev.f
$ksh/home/name/Program/WRFDA/var/scripts/compile_external/pgi_i386/setup_bufr7
$cd..
此时bufr安装成功
$tar-xvf/home/name/Model/blas.tar./
$cdBLAS
$ksh/home/name/Program/WRFDA/var/scripts/compile_external/pgi_i386/setup_blas
$cd..
blas安装成功
$cdlapack-3.1.1
$cpINSTALL/make.inc.LINUX./make.inc
修改make.inc，把其中g77或关于fortran的文字全部改成pgf90，把OPT改成-O2
$ksh/home/name/Program/WRFDA/var/scripts/compile_external/pgi_i386/setup_lapack4q&
lapack安装成功
配置.bashrc环境变量
exportBLAS=/home/name/Program/BLAS
exportLAPACK=/home/name/Program/lapack-3.1.1
exportBUFR=/home/name/Program/BUFR
exportWRF_DA_CORE=1
$source.bashrc
现在开始安装WRFDA
$cd/home/name/Program/WRFDA*
$./configurewrfda
$./compileall_wrfvar
如果/home/name/Program/WRFDA/var/da里面有da_wrfvar.exe,da_update_bc.exe及它共26个.exe文件，那就说明WRFDA安装成功了
4、安装RIP4
解压缩RIP4压缩包
$tar–xvfz/home/name/Model/RIP4.tar.gz
$cd/home/name/Program/RIP4
$viMakefile
把linux（第94行）项中的NETCDFLIB和NETCDFINC和LIBS改成相应目录
$makelinux
如果生成rip,ripdp_mm5,ripdp_wrfarw等11个.exe文件则说明安装成功了。
配置.bashrc环境变量
exportRIP_ROOT=/home/name/Program/RIP4
exportPATH=$PATH:
$RIP_ROOT
$source.bashrc
第四部分模式的运行
一、运行WPS，进行数据前处理
1．运行geogrid.exe，生成模式格点和处理静态数据
1）获取静态资料
用户可以从WRF的官方网站获取WRF模式运行所需的静态资料。
高分辨率的静态数据压缩包有471M，解压后大约有11G，低分辩率的静态数据包有11.2M，解压后大约有264M。
解压数据
tarxfzv/win/soft/数据/geog.tar.gz.
到geog目录下查看一下：
cdgeog
ls
2）编辑参数列表文件namelist.wps
回到WPS的主目录，进行编辑操作。
&share
wrf_core='ARW',
max_dom=1,
io_form_geogrid=2,
opt_output_from_geogrid_path='./',
debug_level=0
/
&geogrid
parent_id=1,
parent_grid_ratio=1,
i_parent_start=1,
j_parent_start=1,
s_we=1,
e_we=74,
s_sn=1,
e_sn=61,
geog_data_res='10m','2m',
dx=60000,
dy=60000,
map_proj='lambert',
ref_lat=40.0
ref_lon=102
truelat1=30.0,
truelat2=60.0,
stand_lon=102.
geog_data_path='/win/数据/geog'
opt_geogrid_tbl_path='geogrid/'
/
3）运行geogrid.exe
./geogrid.exe
运行成功之后，在当前目录下会产生一个静态数据文件geo_em.d01.nc。
2．运行ungrib.exe，解码GRIB数据
1）获取GRIB码数据文件
用户可以从网络中获取全球模式GRIB格式的气象场资料。
cd/win/ncep
2）根据数据来源模式具体情况，选择与此模式相应的变量列表文件。
这里以GFS模式的气象要素场为例：
ln–sfungrib/Variable_Tables/Vtable.GFSVtable
3）连接GRIB码数据文件成GRIB.格式
link_grib.csh/win/ncep/gfs
4）编辑参数列表文件namelist.wps
&share
wrf_core='ARW',
max_dom=1,
start_date='2006-08-16_12:
00:
00',
end_date='2006-08-16_18:
00:
00',
interval_seconds=21600
io_form_geogrid=2,
opt_output_from_geogrid_path='./',
debug_level=0
/
&ungrib
out_format='WPS'
/
5）运行ungrib.exe
./ungrib.exe
ungrib的结果文件“FILE:
…”
3．运行metgrid.exe，对解码后的数据进行水平插值
1）编辑参数列表文件namelist.wps
&share
wrf_core='ARW',
max_dom=1,
start_date='2006-08-16_12:
00:
00',
end_date='2006-08-16_18:
00:
00',
interval_seconds=21600
io_form_geogrid=2,
opt_output_from_geogrid_path='./',
debug_level=0
/
&metgrid
fg_name='./FILE'
io_form_metgrid=2,
opt_output_from_metgrid_path='./',
opt_metgrid_tbl_path='metgrid/',
/
2）、运行metgrid.exe
./metgrid.exe
运行成功后，在opt_output_from_metgrid_path设置的路径下会产生met_em.d01.yyyy-mm-dd_hh:
00:
00.nc格式的文件。
二、运行WRF模式主体
1．运行初始化程序real
1）编辑参数列表文件namelist.input
WRF模式有专门运行real.exe和wrf.exe程序的路径（WRFV3/run或者WRFV3/test/em_real）。
我们转到运行路径下
cdWRFV3/test/em_real/
然后就可以编辑参数列表文件
vinamelist.input
2）连接real.exe的输入场数据
real.exe的输入场数据文件就是metgrid的输出文件，文件名格式为“met_em.d01.*”。
在运行real.exe前，必须将这些文件拷贝或者连接到real.exe的运行路径（test/em_real）下面。
ln-sf../../../WPS/met_em.d01.*.
3）运行real.exe程序
./real
升级会员 