WRF模式入门指南.pdf

1、 WRF MANUAL WRF 模式 入门 指南 （ 兰 溪之水修订版 ） 2011.04.25 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 目录 一、 CentOS 5 Linux 安装图解 -（ 1） 二、 WRF 模式安装 -（ 18） 1 软件下载 -（ 18） 2 PGI安装 - -（ 18） 3 NetCDF安装 -（ 20） 4 NCARG安装 -（ 21） 5 WRFV3 安装 -（ 23） 6 WPSV3 安装 -（ 24） 7 GEOG安装 -（ 25） 8 ARWpost 安装 -（ 26） 9 GrADS 安装 -（ 26） 三、 WRF 模式运行 -（ 28） （ 一 ）

2、 WPS 预处理过程 -（ 28） （ 二 ） WRF 主程序过程 -（ 29） 附 1： namelist.wps 的参数简单说明 -（ 30） 附 2： namelist.input 的参数简单说明 -（ 32） 附 3：模拟 1013 号台风的 namelist.wps 及 namelist.input 范例 -（ 35） 附 4:一些简单的 LINUX、 UNIX 命令 -（ 39）兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 1 一、 CentOS 5 Linux安装图解 CentOS 即 Community Enterprise Operating System。 CentOS 的最新版

3、本是 CentOS5.5，是 RHEL 5.5 的再编译版本 ， 可以在 网上 http:/www.centos.org/ 下载的安装光盘 映像 ，大约3.9GB 左右。 图 1 安装菜单及安装选项，按下回车键直接开始安装 （这里可以选择文本界面和图形界面两种形式的安装，按 ENTER 键直接进行图形界面的安装，如果敲写 linux text 再按 ENTER 则进行文本界面的安装，强烈建议直接回车安装） 图 2 为安装进行初始化：加载必要的文件系统等 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 2 图 3 是否检测安装光盘，通常选择跳过 （ 检测安装光盘需要花费大量时间，你也可以选择 OK 进行

4、安装光盘的检测） 图 4 出现图形化安装界面，单击 “Next”按钮，安装开始 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 3 图 5 选择安装的语言：简体中文 图 6 选择适当的键盘，按默认 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 4 图 7 接着进入到磁盘分区设置界面，你可以为所需安装的 CENTOS 系统建了默认的磁盘分区，也可以手动进行磁盘分 区；这里我使用手动分区，所以我选在【建立自定义的分区结构】，点击【下一步】进入 具体的分区配置窗口。 图 8 进入分区界面，当然这里的分区情况人人不同，找到你 安装 linux 得空闲空间，这里的大小仅作为示例，为安装模式使用，空闲空间一般要有 50

5、G 左右。 （需删除原有格式，使兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 5 其变为 free） 图 9 创建 swap 交换分区 ，点击“新建”，出现上图，大小（ MB）的设置按实际情况而定，一般机器内存大于 1G 的，建议设为 2048MB 图 10 创建根挂载点 ，把剩余的空闲空间选中，然后 点击“编辑”，出现上图，大小为你剩下的所有 空闲 空间 的 大小 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 6 图 11 创建好的分区 图 12 选择 GRUB 引导程序安装的位置 。 一般为双系统安装，所以这里还会有“ others”一项 （代表已装好的系统，如 windowsXP），在前面的小框打钩

6、代表默认启动的系统，然后下一步 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 7 图 13 网卡参数设置窗口，这里我们可以点击【编辑】配置 Ipv4 的 IP 地址和子网掩码 ，这些项你可以在 windows 下，开始菜单 -附件 -命令提示符 -ipconfig，得到你自己的 IP 地址、子网掩码以及网关信息。 图 14 继续设置【网关】、 DNS 地址 等信息，然后点击【下一步】 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 8 中大 的 DNS服务器的 IP地址是 : 南校区： 202.116.64.1， 202.116.64.2， 202.116.64.3 南校区学生宿舍区： 202.116.64

7、.119， 202.116.64.120 北校区： 202.116.96.1， 202.116.96.2 珠海校区： 211.66.128.1， 211.66.128.2 东校区： 222.200.160.1， 222.200.160.2 IP 地址 子网掩码 默认 网关 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 9 图 15 配置时区 ，保留默认即（亚洲 /上海），然后下一步 图 16 配置超级管理员 root 的口令 ，登录系统时的密码是这个口令，或者以超级管 理员的身份操作时，也要输入这个口令 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 10 图 17 选择要安装的软件包 （请大家在下面一步的

8、时候注意选择安装包。） 图 18 定制安装：选择软件包 。选择自己需要的软件包，如果不知道不清楚，那就全选吧 （如果大家全选之后，就应该不会出现 gfortran 找不到的问题了 ） 开发 -开发工具 -一堆 gcc 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 11 图 19 单击下一下开始安装、拷贝程序 图 20 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 12 图 21 图 22 安装完毕， 点击“重新引导” 重新启动计算机系统 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 13 图 23 重新开机以后， 第一次运行的配置 ，点击“前进” 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 14 图 24 配置防火

9、墙 ，“前进” 图 25 配置 SElinux 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 15 图 26 配置 Kdump 图 27 设置日期与时间 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 16 图 28 创建用户 图 29 配置声卡 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 17 图 30 是否从附加光盘上安装软件 ，点击“完成”即可 CentOS 5.5 安装成功！ 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 18 二、 WRF 模式安装 1 软件下载 1.1、 pgilinux86-64-707.tar.gz（以及获得 license.dat 文件）： http:/ 1.2、 netcdf.ta

10、r.gz(版本 v4.1.1) http:/www.unidata.ucar.edu/downloads/netcdf/netcdf-4_1_1/index.jsp 1.3、 NCL http:/www.ncl.ucar.edu/Download/#ESGAccount 1.4、 WRF组件 http:/www.mmm.ucar.edu/wrf/users/download/get_source.html注册下载 wpsv3.2.1.tar.gz geog.tar.gz wrfv3.2.1.tar.gz wrfvar.tar.gz （以及 3dvar_obsproc_v3.2.1beta.ta

11、r.gz、 wrf_bc_v2.1.tar.gz和 wrfvar-testdata.tar.gz） *在安装前需要说明的是，我在 /usr/local/下建了 software 和 wrf目录，在 software 目录下 放源程序的（上述所有组件）， 在 wrf 下 放安装好的程序的。 2 PGI安装 2.1 下载源文件并解压 $cd /usr/local/software $mkdir PGI $tar -zxvf pgilinux86-707.tar.gz -C PGI $cd PGI $ls common install INSTALL.txt linux86 linux86-64 p

12、gilinux86-707.tar.gz postinstall 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 19 2.2 编译并安装 $su root #./install 出现提示信息 Do you accept these terms?accept,decline accept 1,single system install 2,Network install 1 Install the ACML?y/n n Installation directory?/opt/pgi /usr/local/wrf/pgi Do you wish to install MPICH1?y/n n Creat

13、e an evaluation license? y/n y Please enter your name: hyj Please enter your user name: hyj Please enter your E-mail address: hyj Do you wish to change anything? yes/no: no *注： name、 e-mail等可以随意填！ Do you want the files in the install directory to be read-only?y/n n install complete 2.3 用 root 用户把 li

14、cense.dat （ 在 使 用 期 范 围 的 其 他 版 本 的license.dat也可以用）复制 (cp)到 /usr/local/wrf/pgi 下 2.4 配置 .bashrc 里 的 环 境 变 量 ( 在 /root 目 录 下 或 普 通 用 户/home/yourname/.bashrc) #gedit /root/.bashrc %打开后在最后加上： # set pgi # （设置 PGI) export PGI=/usr/local/wrf/pgi/linux86/7.0-7 export PATH=$PGI/bin:$PGI/include:$PATH export

15、 MANPATH=$MANPATH:$PGI/man export LM_LICENSE_FILE=/usr/local/wrf/pgi/license.dat 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 20 执行： $source /root/.bashrc (若激活普通用户 $source /home/yourname/.bashrc) 2.5测试 PGI编译器 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-No files to process 3 NetCDF安装 3.1 解压 并安装 #mkdir /usr/

16、local/wrf/netcdf #cd /usr/local/software #tar -zxvf netcdf-4.1.1 #cd netcdf-4.1.1 #./configure -prefix=/usr/local/wrf/netcdf FC=pgf90 #make #make install 3.2配置 /root/.bashrc 里的环境变量（或 /home/yourname/.bashrc） 把以下几行放到 .bashrc 的最后： # set netcdf # （设置 NETCDF) export NETCDF=/usr/local/wrf/netcdf export PA

17、TH=$NETCDF/bin:$NETCDF/include:$NETCDF/lib:$NETCDF/man:$PATH export CC=/usr/bin/gcc export CXX=$PGI/bin/pgCC export FC=$PGI/bin/pgf90 export F90=$PGI/bin/pgf90 并执行： #source .bashrc 3.3测试 netcdf安装是否成功 #ncdump 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 21 如果出现使用说明则说明安装成功 （ #which ncdump 出现 ncdump 路径） 4 NCARG安装 4.1 安装 PPNGli

18、b 的支持， 到 http:/www.libpng.org/pub/png/libpng.html 下载然后执行 ./configure -prefix=/usr/local/wrf make all install 4.2 下载 ncl安装文件 到 http:/www.earthsystemgrid.org/下载和本地机器和 gcc 版本相近的 ncl预编译版本。 本地机器版本可以用 uname -m查看， gcc版本用 gcc -version 查看。我下载的是 32-bit binary for i686 chips for RedHat LINUX(RedHat, compiled w

19、ith gcc 4.1.2, should work on other flavors of Linux)。 4.3 安装 将下载的文件解压，把里面的三个子文件夹 bin, lib, include 解压 到目标文件夹， 即 /usr/local/wrf/ncl。 命令如下： $su 输入口令 #mkdir /usr/local/wrf/ncl #cd /usr/local/wrf/ncl #tar -zxvf /usr/local/software/ ncl_ncarg-5.2.1.Linux_RedHat_i686_gcc412.tar.gz 4.4配置环境变量 ， 打开 .bashrc

20、文件添加下面几行： （可参考 http:/www.ncl.ucar.edu/Download/install.shtml） # set ncl_ncarg # (设置 NCL-NCARG) 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 22 export NCARG_ROOT=/usr/local/wrf/ncl export NCARG_LIB=/usr/local/wrf/ncl/lib export NCARG_INC=/usr/local/wrf/ncl/include export PATH=$PATH:/usr/local/wrf/ncl/bin 然后保存 激活 source /root

21、/.bashrc (或 source /home/yourname/.bashrc) 4.5 配置文件 在 / 目录下建立 .hluresfile 文件，然后把下面内容复制 ,这个文件已经做好给你们了，直接复制到 / 里面 （ 此 文 件 说 明 见 ：http:/www.ncl.ucar.edu/Document/Graphics/hlures.shtml） != ! comments for “.res“ files are preceded by a “!“ ! remember quotations are not used in .res files ! White backgrou

22、nd/black foreground *wkForegroundColor : (/0.,0.,0./) *wkBackgroundColor : (/1.,1.,1./) *wkColorMap : rainbow+gray ! Font stuff *Font : helvetica ! Function Codes Default is a colon *TextFuncCode : ! Make default X11 window larger (adjust as necessary) *wkWidth : 800 *wkHeight : 800 ! Have a favorit

23、e colormap that you use for everything? You can ! make it your default here (note the name is NOT in quotes): ! *wkColorMap : temp1 ! Increase the default (16mb) contour memory ! If you gave gridded data 500 x 500, you may need this *wsMaximumSize: 32556688 != 然后 cd ， 分别执行 ng4ex gsun01n， ncl gsun01n

24、.ncl 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 23 ncargex cpex08， ctrans -d X11 cpex08.ncgm 此时，可以看到测试的显示结果。 到此为止， WRF 模式安装的前期准备已经完成，下面开始正式安装模式。在正式安装之前，我们先在我们自己的用户目录下建立一个名为 WRF 的文件夹，然后把地形文件压缩包geog.tar.gz、 WRFV3压缩包 WRFV3.2.1.TAR.gz、 WPSV3压缩包 WPSV3.2.1.TAR.gz 和 ARWpost 压缩包 ARWpost.tar.gz 都复制到 software 文件夹里，最后就可以在 WRF 文件夹里进行

25、模式的安装了。 5 WRFV3 安装 要先安装 WRF，再安装 WPS，这个顺序不能颠倒。 安装步骤： 5.1 WRF 压缩包可以到以下网页下载 : http:/www.mmm.ucar.edu/wrf/users/download/get_source.html 需要注册，不过注册很方便。我们已经下载好了。 安装前在 .bashrc中配置环境变量 export WRFIO_NCD_LARGE_FILE_SUPPORT=1 $source .bashrc 5.2解压 WRFV3 的压缩包 到事前建立的 wrf目录下， $tar -zxvf WRFV3.2.1.TAR.gz C /usr/loc

26、al/wrf $cd /usr/local/wrf/WRFV3 $./configure 注释： serial means single processor （考虑到大家机器的实际情况，请大家选择这项） smpar means Symmetric Multi-Processing/Shared Memory Parallel (OpenMP) dmpar means Distributed Memory Parallel (MPI) dm+sm means Distributed Memory with Shared Memory (for example, MPI across nodes

27、with OpenMP within a node) 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 24 the second option is for nesting: 0 = no nesting, 1 = standard static nesting, 2 = nesting with a prescribed set of moves, 3 = nesting that allows a domain to follow a vortex (typhoon tracking) 注意：选择 linux with pgi 编译器（ serial）的选项，回车以后，出现 compile for

28、 nesting？选择 basic。 5.3 开始编译 ./compile em_real(或 ./compile em_real if you are missing ungrib.exe, try a Grib1-only build to further isolate the problem) ls -ls util/*.exe 注释： you should see a number of utility executables: avg_tsfc.exe, calc_ecmwf_p.exe, g1print.exe, g2print.exe, mod_levs.exe, plotfm

29、t.exe, plotgrids.exe, and rd_intermediate.exe(files requiring NCAR Graphics are plotfmt.exe and plotgrids.exe) if geogrid.exe and metgrid.exe executables are missing, probably the path to the WRFV3 directory structure is incorrect (found inside the configure.wps file) if the ungrib.exe is missing, p

30、robably the Grib2 libraries are not linked or built correctly if the plotfmt.exe or the plotgrids.exe programs are missing, probably the NCAR Graphics path is set incorrectly 6.5 如果编译失败，请先回到 WPS 目录下，输入 ./clean a ，再重新查找问题，重新安装。 7 GEOG安装 解压地形资料文件 geog.tar.gz到 wrf目录下 tar zxvf /usr/local/software/geog.t

31、ar.gz C /usr/local/wrf 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 26 8 ARWpost 安装 ARWpost 是一个把 WRF 结果转为 GrADS 或 Vis5D 可以辨识的数据格式的软件，若不使用 GrADS 或 Vis5D 可选择不装。 下面为安装步骤： tar zxvf ARWpost.tar.gz cd ARWpost 解压后进入文件夹 ,然后如下操作： ./configure 生成 configure.arwp 如果你的 WRF 目录路径不是在 “/WRFV3“ ，则要编辑 configure.arwp,文件，设置 “WRF_DIR“变量为你的 WRFV3

32、路径 ./complie 生成 ARWpost.exe，表明安装成功， 运行时，先修改 namelist.ARWpost 然后运行 ./ARWpost.exe 这就会生成 output_root_name.dat & output_root_name.ctl 或output_root_name.v5d 然后就可以通过 GrADS 或 Vis5D 画图。 9 GrADS 安装 假设文件下载位置为/home/yourname/grads-2.0.a7.1-bin-i686-pc-linux-gnu.tar.gz 9.1.选择安装路径 .一般选择装在 /usr/local/bin/ 目录 (也可自行

33、选择其他 ) yournamelocalhost $ su 转入根用户 ,以便访问 /usr/local/bin rootlocalhost yourname# cd /usr/local/bin 9.2.解压缩文件 rootlocalhost bin# tar -zxvf 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 27 /home/yourname/grads-2.0.a7.1-bin-i686-pc-linux-gnu.tar.gz rootlocalhost bin# cd rootlocalhost grads-2.0.a7.1# mkdir dat rootlocalhost grad

34、s-2.0.a7.1# cd dat rootlocalhost bin# tar zxvf /home/yourname/data.tar.Z 9.3.设置环境变量 转到普通用户 (Ctrl+D),打开 ./.bashrc, yournamelocalhost $ vi .bashrc 添加如下命令 : export GADDIR=/usr/local/bin/grads-2.0.a7.1/dat export GASCRP=/usr/local/bin/grads-2.0.a7.1/lib export PATH=/usr/local/bin/grads-2.0.a7.1/bin:$PAT

35、H alias grads=/usr/local/bin/grads-2.0.a7.1/bin/grads 保存后 yournamelocalhost $ source .bashrc 9.4.OK.输入 grads命令即可打开 GrADS. 兰溪之水 修订版 WRF 模式入门指南 28 三、 WRF 模式运行 首先可以先看下 /.bashrc 的设置： # set pgi # （设置 PGI) export PGI=/usr/local/wrf/pgi/linux86/7.0-7 export PATH=$PGI/bin:$PGI/include:$PATH export MANPATH=$

36、MANPATH:$PGI/man export LM_LICENSE_FILE=/usr/local/wrf/pgi/license.dat # set netcdf # （设置 NETCDF) export NETCDF=/usr/local/wrf/netcdf export PATH=$NETCDF/bin:$NETCDF/include:$NETCDF/lib:$NETCDF/man:$PATH export CC=/usr/bin/gcc export CXX=$PGI/bin/pgCC export FC=$PGI/bin/pgf90 export F90=$PGI/bin/pgf

37、90 # set ncl_ncarg # (设置 NCL-NCARG) export NCARG_ROOT=/usr/local/wrf/ncl export NCARG_LIB=/usr/local/wrf/ncl/lib export NCARG_INC=/usr/local/wrf/ncl/include export PATH=$PATH:/usr/local/wrf/ncl/bin # for WRF export WRFIO_NCD_LARGE_FILE_SUPPORT=1 # path of GrADS export GADDIR=/usr/local/bin/grads-2.0

38、.a7.1/dat export GASCRP=/usr/local/bin/grads-2.0.a7.1/lib export PATH=/usr/local/bin/grads-2.0.a7.1/bin:$PATH alias grads=/usr/local/bin/grads-2.0.a7.1/bin/grads 运行步骤如下： （ 一 ） WPS 预处理过程 1.运行 geogrid.exe 建立“静态的”地面数据 ： 根据模拟需要修改 namelist.wps 中的参数，主要涉及模拟的投影系统，经、纬度范围，原始数据的位置等 #gedit /usr/local/WRF/WPS/namelist.wps （此过程中修改起始时间，嵌套设置，格点距等）