WRFv3.4.1并行版本安装说明.doc

WRFv3.4.1并行版本安装说明中山大学大气科学系 刘一鸣 ()樊琦 ()本说明适用于在ubuntu（64位）linux系统中安装WRFv3.4.1并行版本，内容包括WRF的安装、运行以及可视化。选取了珠江三角洲从2004年4月5日00时到4月6日00时共24小时的模拟个例。蓝色部分为下载地址或参考网址，红色部分为在终端输入的命令（“$”为普通用户bash命令提示符，“#”为超级用户bash命令提示符，命令提示符只作提示作用，并不需要输入），深蓝色斜体部分为在文件中修改的代码，紫色部分为在终端上显示的计算机提示。“HOME”是环境变量，表示用户对应的主目录，超级用户和普通用户的主目录并不一样。在环境变量前加“$”表示调用该环境变量，如“$HOME”。本说明重在操作，如需了解理论的部分则需要参考WRF的用户手册，下载网址为：/wrf/users/supports/tutorial.html在安装之前，首先要在主目录下解压wrfdata.tar.gz：$ cd $HOME$ tar -zxvf wrfdata.tar.gz结果在主目录下生成wrfdata文件夹，里面包含了安装所需要的压缩包。1. 下载并解压WRF安装包1.1 WRF压缩包下载需要下载的压缩包包括WRFV3.4.1.TAR.gz，WPSV3.4.1.TAR.gz，jasper-1.701.0.tar.gz，libpng-1.2.12.tar.gz，zlib-1.2.3.tar.gz，ARWpost_V3.tar.gz和geog.tar.gz(地形数据)。下载网址为：/wrf/users/download/get_sources.html1.2 解压压缩包$ cd $HOME$ mkdir WRFv3.4.1 (WRF3.4.1主目录)$ cd WRFv3.4.1$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/WRFV3.4.1.TAR.gz解压后在WRFv3.4.1目录下生成文件夹WRFV3$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/WPSV3.4.1.TAR.gz解压后在WRFv3.4.1目录下生成文件夹WPS2. 安装gfortran、g+、等必要的软件或工具$ cd $HOME/wrfdata/packages$ sudo dpkg -i *输入密码后等待一段时间即可安装成功3. 安装intel编译器安装分为icc安装包和fortran安装包，可到intel官方网站免费下载，下载网址为：/en-us/non-commercial-software-development激活需要序列号，icc安装包是l_ccompxe_2011.11.339.tgz，ifort安装包是l_fcompxe_2011.11.339.tgz，默认安装路径为/opt/intel。（序列号对应为本说明提供的安装包）3.1登录超级用户intel编译器的安装需要在超级用户权限下完成，在安装前登录超级用户：$ sudo su输入密码后按Enter即可登录超级用户，命令提示符变为“#”，此时超级用户仍为bash命令环境3.2 安装icc# mkdir /usr/INTEL# cd /usr/INTEL# tar -zxvf /home/user/wrfdata/INTEL/l_ccompxe_2011.11.339.tgz user为普通用户用户名# cd l_ccompxe_2011.11.339# ./install.sh请务必根据英文提示输入命令来进行安装，安装路径设为默认的。如果通过输入序列号来激活，序列号为N5D5-59XJ7FC2，需要连接网络。如果通过输入序列号文件来激活，则不需要联网，序列号文件是/home/user/wrfdata/INTEL/NCOM_L_CMP_CPP_N5D5-59XJ7FC2.lic。（user为普通用户用户名）3.3 安装ifort# cd /usr/INTEL# tar -zxvf /home/user/wrfdata/INTEL/l_fcompxe_2011.11.339.tgz user为普通用户用户名# cd l_fcompxe_2011.11.339/# ./install.sh请务必根据英文提示输入命令来进行安装，安装路径设为默认的。如果通过输入序列号来激活，序列号为NR2M-9D5C5CB5，需要连接网络。如果通过输入序列号文件来激活，则不需要联网，序列号文件是/home/user/wrfdata/INTEL/NCOM_L_CMP_FOR_NR2M-9FMJTRW4.lic。（user为普通用户用户名）3.4 设置超级用户环境变量# gedit $HOME/.bashrc添加下面的语句：source /opt/intel/composer_xe_2011_sp1.11.339/bin/compilervars.sh intel64# source $HOME/.bashrc退出超级用户：# exit终端的命令提示符变回“$”，即普通用户bash环境3.5设置普通用户环境变量$ gedit $HOME/.bashrc添加下面的语句：source /opt/intel/composer_xe_2011_sp1.11.339/bin/compilervars.sh intel64$ source $HOME/.bashrc参考网站： /en-us/articles/using-intel-compilers-for-linux-with-ubuntu/4、安装MPICH2MPICH2版本为1.2.1p1，安装包为mpich2-1.2.1p1.tar.gz,下载网址：/static/downloads/1.2.1p1/4.1登录超级用户MPICH2的安装需要在超级用户权限下完成，在安装前登录超级用户：$ sudo su输入密码后按Enter即可登录超级用户，命令提示符变为“#”，此时超级用户仍为bash命令环境4.2解压安装包# cd /usr# tar -zxvf /home/user/wrfdata/MPICH2/mpich2-1.2.1p1.tar.gz user为普通用户用户名解压后在/usr路径下生成文件夹mpich2-1.2.1p14.3编译# cd /usr/mpich2-1.2.1p1# ./configure -prefix=/usr/mpich2设置/usr/mpich2为安装路径4.4安装# make# make install4.5 退回到普通用户# exit终端的命令提示符变回“$”，即普通用户bash环境4.6新建文件.mpd.conf文件$ cd $HOME$ touch .mpd.conf$ chmod 600 .mpd.conf$ gedit .mpd.conf在文件中输入：MPD_SECRETWORD=mr45-j9z4.7 设置环境变量$ gedit $HOME/.bashrc添加下面的语句：export MPICH2=/usr/mpich2export PATH=$MPICH2/bin:$PATH$ source $HOME/.bashrc安装完成后在终端输入which mpif90后会显示mpif90所示的位置/usr/mpich2/bin/mpif904.8 打开mpd$ mpd &每次开机需要并行计算都要打开mpd，“&”符号表示命令在后台运行。5. 安装netcdf安装包可到官方网站下载，成功运行的版本为4.0，安装包是netcdf-4.0.tar.gz下载网址：/pub/netcdf/netcdf-4.0.tar.gz5.1 解压压缩包$ cd $HOME$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/netcdf-4.0.tar.gz5.2 编译congifure$ cd $HOME/netcdf-4.0$ ./configure CC=icc CXX=icpc CFLAGS=-O3 -xHost -ip -no-prec-div -static-intel CXXFLAGS=-O3 -xHost -ip -no-prec-div -static-intel F77=ifort FC=ifort F90=ifort FFLAGS=-O3 -xHost -ip -no-prec-div -static-intel CPP=icc -E CXXCPP=icpc -E -prefix=$HOME/netcdf $ make5.3 安装$ make install安装完成后在主目录生成文件夹netcdf5.4 设置环境变量$ gedit $HOME/.bashrc在文件后添加语句：export NETCDF=$HOME/netcdfexport PATH=$NETCDF/bin:$PATH$ source $HOME/.bashrc参考网址：/support/performancetools/sb/CS-027812.htm6. 安装NCARG安装包下载网址为/search?Type=Software，安装包为ncl_ncarg-6.0.0.Linux_Debian_x86_64_gcc445.tar.gz6.1 解压压缩包$ cd $HOME$ mkdir ncarg$ cd $HOME/ncarg$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/ncl_ncarg-6.0.0.Linux_Debian_x86_64_gcc445.tar.gz （这两行是连在一起的，实际为同一行）6.2 创建.hluresfile文件$ gedit $HOME/.hluresfile添加下面的内容：!=! This is a sample .hluresfile. It should! go in your home directory.! Comments for .res files are preceded by a !.! Remember quotations are not used in .res files.! White background/black foreground, these are the default in V6.1.0*wkForegroundColor : (/0.,0.,0./)*wkBackgroundColor : (/1.,1.,1./)! Have a favorite colormap that you use for everything? You can! make it your default here (note the name is NOT in quotes).! In Version 6.1.0, the default is ncl_default:! /Document/Graphics/ColorTables/ncl_default.shtml! For all available color maps, see ! /Document/Graphics/color_table_gallery.shtml*wkColorMap : BlueWhiteOrangeRed! Font - this is the default in V6.1.0. ! Use times-roman to get the pre-V6.1.0 default.*Font : helvetica ! Function code - this is the default in V6.1.0. ! Use : to get the pre-V6.1.0 default.*TextFuncCode : ! Make default X11 window larger (the default is 500x500)*wkWidth : 800*wkHeight : 800! Increase the default (16mb) contour memory.! The default is 100000000.! For example, if you have gridded data that! is larger than 500 x 500, you may need this.! *wsMaximumSize: 300000000!=修改文件权限：$ chmod 600 $HOME/.hluresfile6.3 设置环境变量$ gedit $HOME/.bashrc在文件后添加语句：export NCARG_ROOT=$HOME/ncargexport PATH=$NCARG_ROOT/bin:$PATHexport DISPLAY=:0.0$ source $HOME/.bashrc参考网址：/Document/Graphics/hlures.shtml/Download/install.shtml#CopyHLURESFILE7. 安装lib for wps为了更好的使WPS模块支持GRIB2数据格式文件，需要安装三个library，他们是jasper、libpng和zlib。7.1 安装jasper$ cd $HOME$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/jasper-1.701.0.tar.gz 解压后生成目录jasper-1.701.0$ cd jasper-1.701.0$ ./configure -prefix=$HOME/jasper设置$HOME/jasper为安装路径$ make$ make install安装完成后在主目录$HOME下生成文件夹jasper7.4 安装libpng$ cd $HOME$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/libpng-1.2.12.tar.gz解压后生成目录libpng-1.2.12$ cd libpng-1.2.12$ ./configure -prefix=$HOME/libpng设置$HOME/libpng为安装路径$ make$ make install安装完成后在主目录$HOME下生成文件夹libpng7.5 安装zlib$ cd $HOME$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/zlib-1.2.3.tar.gz解压后生成目录zlib-1.2.3$ cd zlib-1.2.3$ ./configure -prefix=$HOME/zlib设置$HOME/zlib为安装路径$ make$ make install安装完成后在主目录$HOME下生成文件夹zlib8. 设置环境变量$ gedit $HOME/.bashrc在文件后添加语句：export WRF_EM_CORE=1 （指定编译WRFV3）ulimit -s unlimited (使WRF使用计算机资源不受限制)$ source $HOME/.bashrc9. 安装WRFV39.1 编译$ cd $HOME/WRFv3.4.1/WRFV3$ ./configure-Please select from among the following supported platforms.1. Linux x86_64, PGI compiler with gcc (serial)2. Linux x86_64, PGI compiler with gcc (smpar)3. Linux x86_64, PGI compiler with gcc (dmpar)4. Linux x86_64, PGI compiler with gcc (dm+sm)5. Linux x86_64, PGI compiler with pgcc, SGI MPT (serial)6. Linux x86_64, PGI compiler with pgcc, SGI MPT (smpar)7. Linux x86_64, PGI compiler with pgcc, SGI MPT (dmpar)8. Linux x86_64, PGI compiler with pgcc, SGI MPT (dm+sm)9. Linux x86_64, PGI accelerator compiler with gcc (serial)10. Linux x86_64, PGI accelerator compiler with gcc (smpar)11. Linux x86_64, PGI accelerator compiler with gcc (dmpar)12. Linux x86_64, PGI accelerator compiler with gcc (dm+sm)13. Linux x86_64 i486 i586 i686, ifort compiler with icc (serial)14. Linux x86_64 i486 i586 i686, ifort compiler with icc (smpar)15. Linux x86_64 i486 i586 i686, ifort compiler with icc (dmpar)16. Linux x86_64 i486 i586 i686, ifort compiler with icc (dm+sm)17. Linux x86_64 i486 i586 i686, ifort compiler with icc, SGI MPT (serial)18. Linux x86_64 i486 i586 i686, ifort compiler with icc, SGI MPT (smpar)19. Linux x86_64 i486 i586 i686, ifort compiler with icc, SGI MPT (dmpar)20. Linux x86_64 i486 i586 i686, ifort compiler with icc, SGI MPT (dm+sm)21. Linux i486 i586 i686 x86_64, PathScale compiler with pathcc (serial)22. Linux i486 i586 i686 x86_64, PathScale compiler with pathcc (dmpar)23. x86_64 Linux, gfortran compiler with gcc (serial)24. x86_64 Linux, gfortran compiler with gcc (smpar)25. x86_64 Linux, gfortran compiler with gcc (dmpar)26. x86_64 Linux, gfortran compiler with gcc (dm+sm)27. Cray XT CLE/Linux x86_64, PGI compiler with gcc (serial)28. Cray XT CLE/Linux x86_64, PGI compiler with gcc (smpar)29. Cray XT CLE/Linux x86_64, PGI compiler with gcc (dmpar)30. Cray XT CLE/Linux x86_64, PGI compiler with gcc (dm+sm)31. Cray XT CLE/Linux x86_64, Cray CCE compiler with gcc (serial)32. Cray XT CLE/Linux x86_64, Cray CCE compiler with gcc (smpar)33. Cray XT CLE/Linux x86_64, Cray CCE compiler with gcc (dmpar)34. Cray XT CLE/Linux x86_64, Cray CCE compiler with gcc (dm+sm)Enter selection 1-34 : 15-Compile for nesting? (1=basic, 2=preset moves, 3=vortex following) default 1: 1请根据提示选择编译器和是否进行网格嵌套，这里选择的是并行版本的intel编译器和嵌套网格，分别对应15和1。该步骤完成后会生成configure.wrf。9.2 安装$ ./compile em_real & compile.log安装时间较久，请耐心等待。结束后检查compile.log文件里面有没有出错信息，结果会在$HOME/WRFv3.4.1/WRFV3/test/em_real、$HOME/WRFv3.4.1/WRFV3/run和$HOME/WRFv3.4.1/WRFV3/main的路径中生成执行文件real.exe和wrf.exe（如果显示红色表明未安装成功）10. 安装WPS10.1 编译$ cd $HOME/WRFv3.4.1/WPS$ ./configure 1. Linux x86_64, PGI compiler (serial) 2. Linux x86_64, PGI compiler (serial_NO_GRIB2) 3. Linux x86_64, PGI compiler (dmpar) 4. Linux x86_64, PGI compiler (dmpar_NO_GRIB2) 5. Linux x86_64, PGI compiler, SGI MPT (serial) 6. Linux x86_64, PGI compiler, SGI MPT (serial_NO_GRIB2) 7. Linux x86_64, PGI compiler, SGI MPT (dmpar) 8. Linux x86_64, PGI compiler, SGI MPT (dmpar_NO_GRIB2) 9. Linux x86_64, IA64 and Opteron (serial) 10. Linux x86_64, IA64 and Opteron (serial_NO_GRIB2) 11. Linux x86_64, IA64 and Opteron (dmpar) 12. Linux x86_64, IA64 and Opteron (dmpar_NO_GRIB2) 13. Linux x86_64, Intel compiler (serial) 14. Linux x86_64, Intel compiler (serial_NO_GRIB2) 15. Linux x86_64, Intel compiler (dmpar) 16. Linux x86_64, Intel compiler (dmpar_NO_GRIB2) 17. Linux x86_64 g95 compiler (serial) 18. Linux x86_64 g95 compiler (serial_NO_GRIB2) 19. Linux x86_64 g95 compiler (dmpar) 20. Linux x86_64 g95 compiler (dmpar_NO_GRIB2) 21. Cray XT/XE Linux x86_64 (Opteron), PGI compiler 5.2 or higher (serial) 22. Cray XT/XE Linux x86_64 (Opteron), PGI compiler 5.2 or higher (serial_NO_GRIB2) 23. Cray XT/XE Linux x86_64 (Opteron), PGI compiler 5.2 or higher (dmpar) 24. Cray XT/XE Linux x86_64 (Opteron), PGI compiler 5.2 or higher (dmpar_NO_GRIB2) 25. Cray XT/XE Linux x86_64 (Opteron), Cray CCE compiler 7.0 or higher (dmpar) 26. Cray XT/XE Linux x86_64 (Opteron), Cray CCE compiler 7.0 or higher (dmpar_NO_GRIB2)Enter selection 1-26 : 13请根据提示选择编译器，这里选择的是单机版本的intel编译器，不需要并行，编号13。结果在当前目录生成configure.wps文件10.2 修改configure.wps$ gedit configure.wps修改下面的语句：NCARG_LIBS=-L$(NCARG_ROOT)/lib -lncarg -lncarg_gks -lncarg_c -L/usr/X11R6/lib -lX11 -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.4 -lgfortranCOMPRESSION_LIBS = -L$HOME/jasper/lib -ljasper -L$HOME/libpng/lib -lpng -L$HOME/zlib/lib -lzCOMPRESSION_INC = -I$HOME/jasper/include -I$HOME/libpng/include -I$HOME/zlib/include注意文件中有两处设置COMPRESSION_LIB和COMPRESSION_INC变量的地方，这里修改的变量位于“# Settings for Linux x86_64, Intel compiler”这个语句后面10.3 编译WPS$ ./compile & compile.log检查compile.log文件里面有没有出错信息，编译完成后在当前文件夹生成geogrid.exe, ungrid.exe 和 metgrid.exe三个执行文件11. 运行geogrid.exe11.1 解压数据文件$ cd $HOME/WRFv3.4.1/WPS$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/geog/10m/geog.tar.gz结果在当前目录新建了文件夹geog。在使用课室电脑的时候可能会遇到磁盘空间不足的问题，所里这里用的地形数据是10m分辨率的，文件较小。完整的地形数据在$HOME/wrfdata/WRF/geog/all目录里面11.2 修改namelist.wps文件$ gedit namelist.wps修改文件：max_dom = 3,start_date = 2004-04-05_00:00:00,2004-04-05_00:00:00,2004-04-05_00:00:00,end_date = 2004-04-06_00:00:00,2004-04-06_00:00:00,2004-04-06_00:00:00,parent_id = 1, 1, 2,parent_grid_ratio = 1, 3, 3,i_parent_start = 1, 19, 29,j_parent_start = 1, 15, 13,e_we = 65, 91, 124,e_sn = 49, 61, 97,geog_data_res = 10m,10m,10m,dx = 36000,dy = 36000,ref_lat = 23.0,ref_lon = 113.0,truelat1 = 30.0,truelat2 = 60.0,stand_lon = 113.0,geog_data_path = ./geog11.3 运行运行geogrid.exe$ ./geogrid.exe运行完成后在当前目录生成对应每一套网格的以geo_em开头的文件还可以查看设置后网格的嵌套情况：$ ./util/plotgrids.exe在当前目录生成文件gmeta$ idt gmeta出现图形窗口，用鼠标点击“”即可查看网格范围12. 运行ungrib.exe12.1 链接Vtable文件$ cd $HOME/WRFv3.4.1/WPS$ ln -sf ungrib/Variable_Tables/Vtable.GFS Vtable链接后在当前文件夹生成链接文件Vtable12.2 准备fnl数据模式所需要的数据是来自NCEP的fnl每6个小时一次的GRIB1或GRIB2格式的数据文件，下载网址是：/datasets/ds083.2/下载需要注册。本操作已提供需要用到的fnl数据。$ cd $HOME$ mkdir fnl新建fnl文件夹，把fnl数据解压到里面$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/fnl.tar.gz把fnl文件链接到WPS文件夹$ cd $HOME/WRFv3.4.1/WPS$ ./link_grib.csh $HOME/fnl/fnl_2004040*12.3 运行$ ./ungrib.exe运行成功后在当前文件夹生成对应每个时间点的以FILE开头的文件13. 运行metgrid.exe$ cd $HOME/WRFv3.4.1/WPS直接输入命令：$ ./metgrid.exe运行成功后在当前文件夹生成对应每个网格、每个时间点的以met_em开头的文件14. 运行real.exe和wrf.exe14.1 链接metgrid.exe生成的文件$ cd $HOME/WRFv3.4.1/WRFV3/test/em_real把WPS的输出文件链接过来$ ln -sf $HOME/WRFv3.4.1/WPS/met_em.d0* .注意别忘了命令后面的空格和一点，这一点表示的是当前文件夹14.2 修改namelist.input文件$ gedit namelist.input修改文件：run_hours = 24,start_year = 2004, 2004, 2004,start_month = 04, 04, 04,start_day = 05, 05, 05,start_hour = 00, 00, 00,start_minute = 00, 00, 00,start_second = 00, 00, 00,end_year = 2004, 2004, 2004,end_month = 04, 04, 04,end_day = 06, 06, 06,end_hour = 00, 00, 00,end_minute = 00, 00, 00,end_second = 00, 00, 00,history_interval = 60, 60, 60,max_dom = 3,e_we = 65, 91, 124,e_sn = 49, 61, 97,num_metgrid_soil_levels = 2,dx = 36000, 12000, 4000,dy = 36000, 12000, 4000,i_parent_start = 1, 19, 29,j_parent_start = 1, 15, 13,14.3 运行real$ ./real.exe运行real没必要用到并行，运行成功后在当前文件夹生成边界场文件wrfbdy_d01和初始场文件wrfinput_d01，wrfinput_d02，wrfinput_d03，分别对应三重嵌套. 如果出错可以通过查看以rsl.error或rsl.out开头的文件来了解。14.4 运行wrf$ mpiexec n 4 ./wrf.exe-n是并行计算mpiexec命令的选项，用于设置并行计算所用的计算机核数，这里是4个核。运行成功后会生成ne