基于Linux平台的WRF安装
基于Linux平台的WRF模型入门级安装教程
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基于Linux平台的WRF安装
1.平台及环境
1.1 Linux版本与环境描述
WRF（Weather Research and Forecasting Model）模式是由美国环境预测中心（NCEP）,美国国
家大气研究中心（NCAR）等美国科研机构中心着手开发的一种统一的中尺度天气预报模式。
WRF的安装需要基于Linux系统，因此首先要完成Linux系统的安装及基础环境的配置。
笔者实验环境：本地虚拟机环境，安装Linux版本为CentOS7。
大家可自行选择相应的Linux系统进行安装。
1.2 安装编译器
因为WRF使用Fortran语言编写，并且只提供源码包，而且其他配置环境所需的软件如NetCDF等都需要
首先对源码包进行编译，所以必须为Linux系统安装编译器。
一般来说，编译器系列的选择多种多样，如gnu系列的gcc，g++，gfortran；Intel系列的icc，i++，
ifort；或者使用NVIDIA的PGI系列。但需要注意的是：整个WRF模式安装过程中所需的软件以及WRF本身
的编译必须使用同一系列，否则很容易出错。
笔者选用的编译器为gnu系列，以下是安装命令：
安装gcc:
sudo yum -y install gcc
安装g++:
sudo yum -y install gcc-c++
安装gfortran：
sudo yum -y install gcc-gfortran
2.netCDF安装
2.1 设置环境变量
注：/home/WRF/netCDF 为我的本机安装路径，请自行更换！！！（下同）
- 首先，进入自己的目标安装目录并建立两个文件夹netcdf、hdf5：
cd /home/WRF/netCDF
mkdir netcdf hdf5
- 设置环境变量：
① 打开环境变量的配置文件进行编辑：
vi ~/.bashrc
② 在文件中写入以下内容：
#编译器
export CC=gcc
export CXX=g++
export FC=gfortran
export FCFLAGS=-m64
export F77=gfortran
export FFLAGS=-m64
#设置netCDF的环境变量
export NETCDF=/home/WRF/netCDF/netcdf
#设置HDF5的环境变量
export HDF5=/home/WRF/netCDF/hdf5
#在PATH后面加上netcdf和hdf5的bin路径
export PATH=$PATH:$NETCDF/bin:$HDF5/bin
#在LD_LIBRARY_PATH后面加上netcdf和hdf5的lib路径
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$NETCDF/lib:$HDF5/lib
- 执行文件，使环境变量生效：
source ~/.bashrc
2.2 安装zlib
zlib是yum在线源中可以直接找到的，所以我这边直接使用以下命令进行安装（如果不是RH系列，没有免费的yum可以使用，也可去zlib官网http://www.zlib.net/ 下载源码进行编译安装，方法同下）：
- 下载地址：http://www.zlib.net/
- 解压：
tar -zxvf zlib-1.2.7.tar.gz - 进入解压目录：
cd zlib-1.2.7 - 配置安装信息：
./configure --prefix=/home/WRF/grib2 - 编译：
make -j 4（4线程并行编译） - 检查：
make check（这一步不是必须的，这里单纯写出来。) - 安装：
make install - 修改环境变量（方法同上）：
#zlib export LDFLAGS=-L/home/WRF/grib2/lib export CPPFLAGS=-I/home/WRF/grib2/include
2.3 安装make
sudo yum -y install make
2.4 安装HDF5
- 下载地址：https://portal.hdfgroup.org/display/support/HDF5+1.8.18
- 解压：
tar -zxvf hdf5-1.8.18.tar.gz - 进入解压目录：
cd hdf5-1.8.18 - 配置安装信息：
./configure --prefix=$HDF5 CC=gcc FC=gfortran CXX=g++ --enable-fortran --enable-fortran2003 --enable-cxx --with-zlib=$HDF5 - 编译：
make -j 4 - 安装：
make install - 检验安装结果：
h5dump（这一步也非必须，只要安装过程没有异常报错，即成功！自信安装很重要哦~~~）若出现使用说明，则安装成功！
2.5 安装curl
- 下载地址：https://curl.se/download/
- 解压：
tar -zxvf curl-7.80.0.tar.gz - 进入解压目录：
cd curl-7.80.0 - 配置安装信息：
./configure --prefix=$HDF5 --with-zlib=$HDF5 --with-wolfssl - 编译：
make -j 4 - 安装：
make install
2.6 安装netCDF
1. 下载地址：https://downloads.unidata.ucar.edu/netcdf/
注：netCDF在4以上的版本，将C包和Fortran包进行了分离，所以这里先安装netcdf-c，再安装netcdf-fortran。（当然您也可以选择低版本的netCDF，按照经验，在没有特殊需求的情况下，低版本足够使用！！！）
2. 安装netcdf-c
- 解压：
tar -zxvf netcdf-c-4.8.0.tar.gz - 进入解压目录：
cd netcdf-c-4.8.0 - 这里需要安装一个m4包（好像没有报错情况下可以不装，但我报错了QAQ)这是一个预编译器，运行./configure时有所依赖：
sudo yum -y install m4
- 配置安装信息：
./configure --prefix=$NETCDF CC=gcc FC=gfortran F77=gfortran CXX=g++ CPPFLAGS="-I$HDF5/include" LIBS="-L$HDF5/lib" - 编译：
make -j 4 - 安装：
make install
3. 安装netcdf-fortran
- 设置库文件位置：
sudo export LD_LIBRARY_PATH=/home/WRF/netCDF/netcdf/lib:${LD_LIBRARY_PATH}
- 解压：
tar -zxvf netcdf-fortran-4.5.4.tar.gz - 进入解压目录：
cd netcdf-fortran-4.5.4 - 配置安装信息：
./configure --prefix=$NETCDF CC=gcc FC=gfortran F77=gfortran CXX=g++ CPPFLAGS="-I$NETCDF/include" LIBS="-L$NETCDF/lib" - 编译：
make -j 4 - 安装：
make install - 检验安装结果：
ncdump（这一步同样非必须，自信即可！！！）若出现使用说明，则安装成功！
3. WRF安装
3.1 几个WPS依赖库的安装之libpng
安装WPS时需要安装zlib、libpng和jasper支持grib2格式气象数据读取。
注：zlib在2.2中已经安装！
- 解压：
tar -zxvf libpng-1.2.50.tar.gz - 进入解压目录：
cd libpng-1.2.50 - 配置安装信息：
./configure --prefix=/home/WRF/grib2 - 编译：
make -j 4 - 安装：
make install
3.2 几个WPS依赖库的安装之jasper
安装WPS时需要安装zlib、libpng和jasper支持grib2格式气象数据读取。
注：zlib在2.2中已经安装！
- 解压：
tar -zxvf jasper-1.900.1.tar.gz - 进入解压目录：
cd jasper-1.900.1 - 配置安装信息：
./configure --prefix=/home/WRF/grib2 - 编译：
make -j 4 - 安装：
make install
3.3 运行依赖库的安装之mpich
编译并行模式和运行需要安装openmpi或mpich支持并行计算。
- 解压：
tar -zxvf mpich-3.0.4.tar.gz - 进入解压目录：
cd mpich-3.0.4 - 配置安装信息：
./configure --prefix=/home/WRF/mpich - 编译：
make -j 4 - 安装：
make install - 修改环境变量（方法同上）：
#mpich export PATH=/home/WRF/mpich/bin:$PATH
3.4 WRF安装
WRF模式包含WPS和WRF两部分，WPS为前处理过程，WRF为积分预报内核，需要先安装WRF再安装WPS。
- 下载地址：http://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/download/get_source.html
- 解压：
tar -zxvf WRF3.9.1.tar.gz - 进入解压目录：
cd WRF-3.9.1 - 配置安装信息：
./configure - 根据我使用的配置，即GNU编译器（gfortran/gcc）+ dmpar（mpich），选择34选项，回车即可
- 嵌套方式：选择1，即基础嵌套即可
- 编译：（过程良久！！！）
./compile em_real >& compile.log #em_real表示模拟真实天气 #编译过程保存到compile.log文件中 - 检查：
ls main/*exe # 出现 ndown.exe、 real.exe、 tc.exe、 wrf.exe四个exe文件即表示安装成功
3.5 WPS安装
- 下载地址：http://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/download/get_source.html
- 解压：
tar -zxvf WPS3.9.1.tar.gz - 进入解压目录：
cd WPS-3.9.1 - 修改环境变量（方法同上）：
#WPS export JASPERLIB=/home/WRF/grib2/lib export JASPERINC=/home/WRF/grib2/include export WRF_DIR=/home/WRF/WRF-3.9.1 #这一步若未奏效，也可在编译后手动修改编译配置文件 - 配置安装信息：
./configure - 继续选择我们使用的配置，即GNU编译器（gfortran/gcc）+ dmpar（mpich），输入选项3，回车
- 编译：
./compile >& compile.log - 检查：
ls -ls *exe # 出现 geogrid.exe、 metgrid.exe、 ungrib.exe三个exe文件即表示安装成功
至此，WRF模型安装完成。本人也是第一次接触Linux系统和WRF相关的东西，因为科研上有需要才开始学习，欢迎大家补充。
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