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小編女神費(fèi)費(fèi)同學(xué)又出新的干貨啦，大家快快端起小板凳來靜靜聆聽。

這篇教程主要針對大型機(jī)上wrf的安裝和運(yùn)行，所以默認(rèn)使用并行，并且默認(rèn)用戶下已經(jīng)安裝好相應(yīng)的庫并做好路徑配置(netcdf，jasper，zlib等)，教程中不提及如何安裝這些依賴庫以及這些庫的路徑設(shè)置。

一、安裝WRF

1. tar -xzv -f WRFV3.TAR.gz
2. cd WRFV3
3. ./configure
#檢查環(huán)境，軟件以及庫是否滿足wrf安裝需求，生成configure.wrf，用于指導(dǎo)下一步的compile，無特殊需求，一般不用修改該文件。
4. ./compile em_real >& compile.log &
# >&(或&>)表示將標(biāo)準(zhǔn)輸出和錯誤輸出都重定向至log文件
# &表示后臺執(zhí)行，jobs命令可以查看目前前臺和后臺正在執(zhí)行的任務(wù)
#compile命令依據(jù)configure.wrf以及Makefile進(jìn)行編譯

注：

1. configure步驟中，選擇dm(注，需要選擇合適的編譯器，wrf、wps、netcdf以及其他依賴庫都要用同一種編譯器編譯)，模擬TC一般選取vortex moving網(wǎng)格(自移動網(wǎng)格對發(fā)展較好的TC模擬較好)，static nest的nest網(wǎng)格可輸入高分辨率地形數(shù)據(jù)，但由于nest需要覆蓋TC移動全過程，所以計(jì)算需求大；移動網(wǎng)格允許nest網(wǎng)格范圍較小，計(jì)算需求小，但是移動網(wǎng)格使用高分辨率地形數(shù)據(jù)需要額外的操作步驟，這里略。

2. 如果compile失敗，在compile.log中報(bào)無法并行編譯，則設(shè)置環(huán)境變量J為'-j 1'，即設(shè)定compile用的核數(shù)為1，默認(rèn)是2。(如果frame/中沒有mpi.h，說明無法進(jìn)行并行編譯，則J設(shè)置為"-j 1")

結(jié)束后，進(jìn)入compile.log(或者輸入tail compile.log)，若最后顯示Executables successfully built，則成功生成運(yùn)行程序ideal.exe, ndown.exe, tc.exe和wrf.exe。如果未成功，搜索“Error”查找問題

二、安裝WPS

必須在WRF安裝好后安裝WPS，因?yàn)閃PS需要調(diào)用WRF中的一些庫

1. tar -xzv -f WPSV3.TAR.gz
2. cd WPS
3. ./configure
#檢查環(huán)境,軟件以及庫是否滿足wps安裝需求，生成configure.wps，用于指導(dǎo)下一步的compile，無特殊需求，一般不用修改該文件。
4. ./compile >& compile.log &

注意：

1. configure步驟中，選擇dm

2. compile前先修改configure.wps，需要注意的地方如下圖：

a)設(shè)置正確的WRF路徑?

b)設(shè)置正確的lib和inc文件路徑(一般情況下不用修改，除非compile.log中報(bào)相應(yīng)錯誤)

如果在WPS/下出現(xiàn)geogrid.exe, ungrib.exe和metgrid.exe，并且有正確的鏈接指向，則說明WPS安裝成功。

至此，運(yùn)行最簡單的real實(shí)驗(yàn)所需的東西都安裝完成，下面開始正式運(yùn)行。

三、運(yùn)行WPS

在進(jìn)行實(shí)際個例(real實(shí)驗(yàn))的wrf運(yùn)行之前，需要先通過WPS為WRF準(zhǔn)備好水平插值到模式網(wǎng)格上的大氣和地形數(shù)據(jù)(met_em.d0*.nc)，步驟如下：

1. cd WPS
2. vim namelist.wps
#根據(jù)需求修改namelist.wps文件，修改要點(diǎn)見第“四”部分的說明

#geogrid生成靜態(tài)地理數(shù)據(jù)
3. ./geogrid.exe &> geogrid.out &

#ungrib解碼氣象數(shù)據(jù)，生成中間文件
4. ln -s ungrib/Variable_Tables/Vtable.GFS Vtable #根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的來源鏈接合適的解碼文件，這里給的例子是鏈接了GFS的Vtable
5. ./link_grib.csh [氣象文件及其路徑] #將下載的grib格式的再分析數(shù)據(jù)軟鏈接到WPS工作目錄，生成以GRIBFILE為前綴的軟鏈接
6. ./ungrib.exe &> ungrib.out & #根據(jù)GRIBFILE軟鏈接指向的數(shù)據(jù)生成以FILE為前綴中間文件(前綴名稱也可在namelist.wps中修改)，注：該中間文件非nc格式

#metgrid將氣象數(shù)據(jù)水平插值到geogrid定義的區(qū)域上
7. ./metgrid.exe & #生成同時包含氣象和靜態(tài)地理數(shù)據(jù)的met_em.d*.nc文件(WRF需要的初始文件)

注意：

1. geogrid.exe參照geogrid/GEOGRID.TBL和namelist.wps的指示運(yùn)行，ungrib.exe參照Vtable和namelist.wps運(yùn)行，metgrid.exe參照/metgrid/METGRID.TBL和namelist.wps運(yùn)行。*.TBL文件中指定水平插值方法以及模式使用的網(wǎng)格(默認(rèn)為C-grid staggering)等信息

2. met_em*.nc中包含氣象信息和靜態(tài)地理信息。

3. 不同來源的grib2氣象數(shù)據(jù)的模擬效果有較大差異，TC模擬中常用的有GFDL產(chǎn)品、NCEP/GFS(美國全球預(yù)報(bào)系統(tǒng))產(chǎn)品(這個好像大家用的比較多，就是傳說中的FNL數(shù)據(jù))，ECMWF確定性或集合預(yù)報(bào)產(chǎn)品(據(jù)說EC的模擬效果好一點(diǎn)，具體沒試過也不知道)

4. 除ungrib.exe，其他都可以并行計(jì)算。

5. geogrid.log.0000，ungrib.out，metgrid.log.0000中會記錄三個exe具體執(zhí)行的操作。

四、namelist.wps修改注意點(diǎn)

1. TC在中低緯活躍，地圖投影選擇麥卡托投影或者蘭伯特投影。在麥卡托投影下，經(jīng)度格點(diǎn)是等間距的，緯度格點(diǎn)是不等間距，緯度越高，相同緯度差下長度越長。

2. 一些參數(shù)的中文介紹

3. 模擬區(qū)域的設(shè)置是項(xiàng)技術(shù)活：

(a)對于nest網(wǎng)格，x和y方向格點(diǎn)數(shù)，即e_we-s_we+1，必須為3的倍數(shù)加1，我猜測這staggering網(wǎng)格有關(guān)。?

(b)在設(shè)置模擬區(qū)域的范圍時，以TC最佳路徑資料作參考，在設(shè)置好namelist.wps之后，可以用工具文件夾util下的plotgrids_new.ncl(依據(jù)namelist.wps中的設(shè)置)畫出模擬區(qū)域看區(qū)域選取是否合適。此外，對于voetex following nest，設(shè)定的子網(wǎng)格位置是子網(wǎng)格初始的位置，之后網(wǎng)格會移動。

(c)可以借助WRFDamainWizard確定模擬區(qū)域

4. 最里層網(wǎng)格的分辨率不要高于2km，不然算著算著會崩潰。

5. 在確定模擬時間時，注意世界時和北京時的轉(zhuǎn)換，這里我就吃過虧，看的中文文獻(xiàn)里的TC時間，結(jié)果模擬時間整個就偏移了。

五、運(yùn)行WRF

現(xiàn)在有了每6小時的插值到模式水平網(wǎng)格的氣象和地理數(shù)據(jù)，下面就正式進(jìn)入wrf模塊。

1. cd WRFV3
2. cd test/em_real #real實(shí)驗(yàn)的工作目錄，之后的操作幾乎都在這里進(jìn)行
3. ln -s ../../../WPS/met_em* . #將WPS中生成的數(shù)據(jù)結(jié)果鏈接到當(dāng)前工作目錄
4. vim namelist.input #修改設(shè)置wrf運(yùn)行的文件，要點(diǎn)見第“六”部分
5. ./real.exe &> real.out & #用來生成wrf主模塊的初邊界場，注：如果格點(diǎn)較多模擬時長較長的話real.exe也可以提交后臺進(jìn)行并行運(yùn)算
6. yhbatch -p 所屬區(qū)塊 -N 5 -J wrf wrf.sub #向計(jì)算節(jié)點(diǎn)提交任務(wù)，不同的服務(wù)器使用不同的作業(yè)管理系統(tǒng)，因此提交任務(wù)的方式不同，這里給出的是天河二號的命令，建議向師兄師姐討教提交任務(wù)的方法。
7. yhq #查看計(jì)算節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行情況

注意：

1. real.exe將met_em.d* 中的數(shù)據(jù)垂直插值到模式格點(diǎn)上，生成wrf.exe需要的初始場(wrfinput_d01/d02.nc，只包含第一個時次，文件中包含氣象信息和地理信息)和邊界場(wrfbdy_d01.nc，只有粗網(wǎng)格d01有邊界場，nest網(wǎng)格沒有邊界場文件，此外邊界文件中僅包含氣象信息，且比met_em*.nc少最后一個時次)

五、namelist.input修改注意點(diǎn)

1. 時間設(shè)置

input_from_file用于設(shè)置是否讀入wrfinput_d0*.nc數(shù)據(jù)，對于moving nest該項(xiàng)通常設(shè)置為.false.(這一條不是很確定，如果錯誤，望大神指正)

2. 自移動網(wǎng)格相關(guān)的設(shè)置

用來設(shè)置nest網(wǎng)格移動的參數(shù)，例如track_level指的是在哪一層上追蹤TC位置，默認(rèn)是500hPa，建議設(shè)置的稍微低一點(diǎn)，比如700hPa。參數(shù)的設(shè)置需要自己多多探索，或者向有經(jīng)驗(yàn)的同行請教。

六、后處理

1. wrf運(yùn)行結(jié)束后，在em_real目錄下生成wrfout_d*.nc結(jié)果文件，這個就是最終的結(jié)果啦。

2. 此外，自移動網(wǎng)格模擬下，模式還會向標(biāo)準(zhǔn)輸出文件rsl.out.0000輸出TC中心，10m最大風(fēng)速和最低海表面氣壓的信息，可以用來分析路徑模擬情況等等。在rsl.out.0000中以ATCF為標(biāo)記，用以下命令將TC信息提取到文件中。

grep ATCF rsl.out.0000 > ATCF.out

3. 建議在工作目錄下新建一個結(jié)果目錄，用來備份模擬結(jié)果(wrfout*)和設(shè)置文件(namelist.wps以及namelist.input)，以防下一次模擬的結(jié)果對上一次的結(jié)果進(jìn)行覆蓋。

4. 畫圖可參照wrf官網(wǎng)給出的腳本

本篇教程只講解了TC個例最簡單的模擬步驟，還沒有加入資料同化，臺風(fēng)初始化，譜逼近等等等等等等，本人也是wrf模式新手一只，上面有一些地方可能有問題，望大家指正。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的TC工具后台模式_如何用WRF模式模拟台风个例的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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