WRFv3.4.1并行版本安裝說明.doc

WRFv3.4.1并行版本安裝說明中山大學大氣科學系 劉一鳴 ()樊琦 ()本說明適用于在ubuntu（64位）linux系統(tǒng)中安裝WRFv3.4.1并行版本，內(nèi)容包括WRF的安裝、運行以及可視化。選取了珠江三角洲從2004年4月5日00時到4月6日00時共24小時的模擬個例。藍色部分為下載地址或參考網(wǎng)址，紅色部分為在終端輸入的命令（“$”為普通用戶bash命令提示符，“#”為超級用戶bash命令提示符，命令提示符只作提示作用，并不需要輸入），深藍色斜體部分為在文件中修改的代碼，紫色部分為在終端上顯示的計算機提示?！癏OME”是環(huán)境變量，表示用戶對應的主目錄，超級用戶和普通用戶的主目錄并不一樣。在環(huán)境變量前加“$”表示調(diào)用該環(huán)境變量，如“$HOME”。本說明重在操作，如需了解理論的部分則需要參考WRF的用戶手冊，下載網(wǎng)址為：/wrf/users/supports/tutorial.html在安裝之前，首先要在主目錄下解壓wrfdata.tar.gz：$ cd $HOME$ tar -zxvf wrfdata.tar.gz結果在主目錄下生成wrfdata文件夾，里面包含了安裝所需要的壓縮包。1. 下載并解壓WRF安裝包1.1 WRF壓縮包下載需要下載的壓縮包包括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(地形數(shù)據(jù))。下載網(wǎng)址為：/wrf/users/download/get_sources.html1.2 解壓壓縮包$ cd $HOME$ mkdir WRFv3.4.1 (WRF3.4.1主目錄)$ cd WRFv3.4.1$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/WRFV3.4.1.TAR.gz解壓后在WRFv3.4.1目錄下生成文件夾WRFV3$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/WPSV3.4.1.TAR.gz解壓后在WRFv3.4.1目錄下生成文件夾WPS2. 安裝gfortran、g+、等必要的軟件或工具$ cd $HOME/wrfdata/packages$ sudo dpkg -i *輸入密碼后等待一段時間即可安裝成功3. 安裝intel編譯器安裝分為icc安裝包和fortran安裝包，可到intel官方網(wǎng)站免費下載，下載網(wǎng)址為：/en-us/non-commercial-software-development激活需要序列號，icc安裝包是l_ccompxe_2011.11.339.tgz，ifort安裝包是l_fcompxe_2011.11.339.tgz，默認安裝路徑為/opt/intel。（序列號對應為本說明提供的安裝包）3.1登錄超級用戶intel編譯器的安裝需要在超級用戶權限下完成，在安裝前登錄超級用戶：$ sudo su輸入密碼后按Enter即可登錄超級用戶，命令提示符變?yōu)椤?”，此時超級用戶仍為bash命令環(huán)境3.2 安裝icc# mkdir /usr/INTEL# cd /usr/INTEL# tar -zxvf /home/user/wrfdata/INTEL/l_ccompxe_2011.11.339.tgz user為普通用戶用戶名# cd l_ccompxe_2011.11.339# ./install.sh請務必根據(jù)英文提示輸入命令來進行安裝，安裝路徑設為默認的。如果通過輸入序列號來激活，序列號為N5D5-59XJ7FC2，需要連接網(wǎng)絡。如果通過輸入序列號文件來激活，則不需要聯(lián)網(wǎng)，序列號文件是/home/user/wrfdata/INTEL/NCOM_L_CMP_CPP_N5D5-59XJ7FC2.lic。（user為普通用戶用戶名）3.3 安裝ifort# cd /usr/INTEL# tar -zxvf /home/user/wrfdata/INTEL/l_fcompxe_2011.11.339.tgz user為普通用戶用戶名# cd l_fcompxe_2011.11.339/# ./install.sh請務必根據(jù)英文提示輸入命令來進行安裝，安裝路徑設為默認的。如果通過輸入序列號來激活，序列號為NR2M-9D5C5CB5，需要連接網(wǎng)絡。如果通過輸入序列號文件來激活，則不需要聯(lián)網(wǎng)，序列號文件是/home/user/wrfdata/INTEL/NCOM_L_CMP_FOR_NR2M-9FMJTRW4.lic。（user為普通用戶用戶名）3.4 設置超級用戶環(huán)境變量# gedit $HOME/.bashrc添加下面的語句：source /opt/intel/composer_xe_2011_sp1.11.339/bin/compilervars.sh intel64# source $HOME/.bashrc退出超級用戶：# exit終端的命令提示符變回“$”，即普通用戶bash環(huán)境3.5設置普通用戶環(huán)境變量$ gedit $HOME/.bashrc添加下面的語句：source /opt/intel/composer_xe_2011_sp1.11.339/bin/compilervars.sh intel64$ source $HOME/.bashrc參考網(wǎng)站： /en-us/articles/using-intel-compilers-for-linux-with-ubuntu/4、安裝MPICH2MPICH2版本為1.2.1p1，安裝包為mpich2-1.2.1p1.tar.gz,下載網(wǎng)址：/static/downloads/1.2.1p1/4.1登錄超級用戶MPICH2的安裝需要在超級用戶權限下完成，在安裝前登錄超級用戶：$ sudo su輸入密碼后按Enter即可登錄超級用戶，命令提示符變?yōu)椤?”，此時超級用戶仍為bash命令環(huán)境4.2解壓安裝包# cd /usr# tar -zxvf /home/user/wrfdata/MPICH2/mpich2-1.2.1p1.tar.gz user為普通用戶用戶名解壓后在/usr路徑下生成文件夾mpich2-1.2.1p14.3編譯# cd /usr/mpich2-1.2.1p1# ./configure -prefix=/usr/mpich2設置/usr/mpich2為安裝路徑4.4安裝# make# make install4.5 退回到普通用戶# exit終端的命令提示符變回“$”，即普通用戶bash環(huán)境4.6新建文件.mpd.conf文件$ cd $HOME$ touch .mpd.conf$ chmod 600 .mpd.conf$ gedit .mpd.conf在文件中輸入：MPD_SECRETWORD=mr45-j9z4.7 設置環(huán)境變量$ gedit $HOME/.bashrc添加下面的語句：export MPICH2=/usr/mpich2export PATH=$MPICH2/bin:$PATH$ source $HOME/.bashrc安裝完成后在終端輸入which mpif90后會顯示mpif90所示的位置/usr/mpich2/bin/mpif904.8 打開mpd$ mpd &每次開機需要并行計算都要打開mpd，“&”符號表示命令在后臺運行。5. 安裝netcdf安裝包可到官方網(wǎng)站下載，成功運行的版本為4.0，安裝包是netcdf-4.0.tar.gz下載網(wǎng)址：/pub/netcdf/netcdf-4.0.tar.gz5.1 解壓壓縮包$ cd $HOME$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/netcdf-4.0.tar.gz5.2 編譯congifure$ 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 安裝$ make install安裝完成后在主目錄生成文件夾netcdf5.4 設置環(huán)境變量$ gedit $HOME/.bashrc在文件后添加語句：export NETCDF=$HOME/netcdfexport PATH=$NETCDF/bin:$PATH$ source $HOME/.bashrc參考網(wǎng)址：/support/performancetools/sb/CS-027812.htm6. 安裝NCARG安裝包下載網(wǎng)址為/search?Type=Software，安裝包為ncl_ncarg-6.0.0.Linux_Debian_x86_64_gcc445.tar.gz6.1 解壓壓縮包$ cd $HOME$ mkdir ncarg$ cd $HOME/ncarg$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/ncl_ncarg-6.0.0.Linux_Debian_x86_64_gcc445.tar.gz （這兩行是連在一起的，實際為同一行）6.2 創(chuàng)建.hluresfile文件$ gedit $HOME/.hluresfile添加下面的內(nèi)容：!=! This is a sample .hluresfile. It should! go in your home directory.! Comments for .res files are preceded by a !.! Remember quotations are not used in .res files.! White background/black foreground, these are the default in V6.1.0*wkForegroundColor : (/0.,0.,0./)*wkBackgroundColor : (/1.,1.,1./)! Have a favorite colormap that you use for everything? You can! make it your default here (note the name is NOT in quotes).! In Version 6.1.0, the default is ncl_default:! /Document/Graphics/ColorTables/ncl_default.shtml! For all available color maps, see ! /Document/Graphics/color_table_gallery.shtml*wkColorMap : BlueWhiteOrangeRed! Font - this is the default in V6.1.0. ! Use times-roman to get the pre-V6.1.0 default.*Font : helvetica ! Function code - this is the default in V6.1.0. ! Use : to get the pre-V6.1.0 default.*TextFuncCode : ! Make default X11 window larger (the default is 500x500)*wkWidth : 800*wkHeight : 800! Increase the default (16mb) contour memory.! The default is 100000000.! For example, if you have gridded data that! is larger than 500 x 500, you may need this.! *wsMaximumSize: 300000000!=修改文件權限：$ chmod 600 $HOME/.hluresfile6.3 設置環(huán)境變量$ gedit $HOME/.bashrc在文件后添加語句：export NCARG_ROOT=$HOME/ncargexport PATH=$NCARG_ROOT/bin:$PATHexport DISPLAY=:0.0$ source $HOME/.bashrc參考網(wǎng)址：/Document/Graphics/hlures.shtml/Download/install.shtml#CopyHLURESFILE7. 安裝lib for wps為了更好的使WPS模塊支持GRIB2數(shù)據(jù)格式文件，需要安裝三個library，他們是jasper、libpng和zlib。7.1 安裝jasper$ cd $HOME$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/jasper-1.701.0.tar.gz 解壓后生成目錄jasper-1.701.0$ cd jasper-1.701.0$ ./configure -prefix=$HOME/jasper設置$HOME/jasper為安裝路徑$ make$ make install安裝完成后在主目錄$HOME下生成文件夾jasper7.4 安裝libpng$ cd $HOME$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/libpng-1.2.12.tar.gz解壓后生成目錄libpng-1.2.12$ cd libpng-1.2.12$ ./configure -prefix=$HOME/libpng設置$HOME/libpng為安裝路徑$ make$ make install安裝完成后在主目錄$HOME下生成文件夾libpng7.5 安裝zlib$ cd $HOME$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/zlib-1.2.3.tar.gz解壓后生成目錄zlib-1.2.3$ cd zlib-1.2.3$ ./configure -prefix=$HOME/zlib設置$HOME/zlib為安裝路徑$ make$ make install安裝完成后在主目錄$HOME下生成文件夾zlib8. 設置環(huán)境變量$ gedit $HOME/.bashrc在文件后添加語句：export WRF_EM_CORE=1 （指定編譯WRFV3）ulimit -s unlimited (使WRF使用計算機資源不受限制)$ source $HOME/.bashrc9. 安裝WRFV39.1 編譯$ 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請根據(jù)提示選擇編譯器和是否進行網(wǎng)格嵌套，這里選擇的是并行版本的intel編譯器和嵌套網(wǎng)格，分別對應15和1。該步驟完成后會生成configure.wrf。9.2 安裝$ ./compile em_real & compile.log安裝時間較久，請耐心等待。結束后檢查compile.log文件里面有沒有出錯信息，結果會在$HOME/WRFv3.4.1/WRFV3/test/em_real、$HOME/WRFv3.4.1/WRFV3/run和$HOME/WRFv3.4.1/WRFV3/main的路徑中生成執(zhí)行文件real.exe和wrf.exe（如果顯示紅色表明未安裝成功）10. 安裝WPS10.1 編譯$ 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請根據(jù)提示選擇編譯器，這里選擇的是單機版本的intel編譯器，不需要并行，編號13。結果在當前目錄生成configure.wps文件10.2 修改configure.wps$ gedit configure.wps修改下面的語句：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$HOME/zlib/include注意文件中有兩處設置COMPRESSION_LIB和COMPRESSION_INC變量的地方，這里修改的變量位于“# Settings for Linux x86_64, Intel compiler”這個語句后面10.3 編譯WPS$ ./compile & compile.log檢查compile.log文件里面有沒有出錯信息，編譯完成后在當前文件夾生成geogrid.exe, ungrid.exe 和 metgrid.exe三個執(zhí)行文件11. 運行geogrid.exe11.1 解壓數(shù)據(jù)文件$ cd $HOME/WRFv3.4.1/WPS$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/geog/10m/geog.tar.gz結果在當前目錄新建了文件夾geog。在使用課室電腦的時候可能會遇到磁盤空間不足的問題，所里這里用的地形數(shù)據(jù)是10m分辨率的，文件較小。完整的地形數(shù)據(jù)在$HOME/wrfdata/WRF/geog/all目錄里面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 運行運行geogrid.exe$ ./geogrid.exe運行完成后在當前目錄生成對應每一套網(wǎng)格的以geo_em開頭的文件還可以查看設置后網(wǎng)格的嵌套情況：$ ./util/plotgrids.exe在當前目錄生成文件gmeta$ idt gmeta出現(xiàn)圖形窗口，用鼠標點擊“”即可查看網(wǎng)格范圍12. 運行ungrib.exe12.1 鏈接Vtable文件$ cd $HOME/WRFv3.4.1/WPS$ ln -sf ungrib/Variable_Tables/Vtable.GFS Vtable鏈接后在當前文件夾生成鏈接文件Vtable12.2 準備fnl數(shù)據(jù)模式所需要的數(shù)據(jù)是來自NCEP的fnl每6個小時一次的GRIB1或GRIB2格式的數(shù)據(jù)文件，下載網(wǎng)址是：/datasets/ds083.2/下載需要注冊。本操作已提供需要用到的fnl數(shù)據(jù)。$ cd $HOME$ mkdir fnl新建fnl文件夾，把fnl數(shù)據(jù)解壓到里面$ tar -zxvf $HOME/wrfdata/WRF/fnl.tar.gz把fnl文件鏈接到WPS文件夾$ cd $HOME/WRFv3.4.1/WPS$ ./link_grib.csh $HOME/fnl/fnl_2004040*12.3 運行$ ./ungrib.exe運行成功后在當前文件夾生成對應每個時間點的以FILE開頭的文件13. 運行metgrid.exe$ cd $HOME/WRFv3.4.1/WPS直接輸入命令：$ ./metgrid.exe運行成功后在當前文件夾生成對應每個網(wǎng)格、每個時間點的以met_em開頭的文件14. 運行real.exe和wrf.exe14.1 鏈接metgrid.exe生成的文件$ cd $HOME/WRFv3.4.1/WRFV3/test/em_real把WPS的輸出文件鏈接過來$ ln -sf $HOME/WRFv3.4.1/WPS/met_em.d0* .注意別忘了命令后面的空格和一點，這一點表示的是當前文件夾14.2 修改namelist.input文件$ 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 運行real$ ./real.exe運行real沒必要用到并行，運行成功后在當前文件夾生成邊界場文件wrfbdy_d01和初始場文件wrfinput_d01，wrfinput_d02，wrfinput_d03，分別對應三重嵌套. 如果出錯可以通過查看以rsl.error或rsl.out開頭的文件來了解。14.4 運行wrf$ mpiexec n 4 ./wrf.exe-n是并行計算mpiexec命令的選項，用于設置并行計算所用的計算機核數(shù)，這里是4個核。運行成功后會生成ne