象山5612
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[数值预报][让数值模式走出象牙塔--微机运行WRF模式教程与讨论]:第一节[Linux的安装和配置]

楼主#
更多 发布于:2013-02-23 19:00
    受到ssz版主的启示,我在去年夏天花了一个多星期研究与尝试,终于成功地在台式机上将WRF模式跑起来了。去年秋天因为琐事较多,因而没有写教程。现在,精彩的冬季即将过去,无聊的春天即将来临,这也意味着能有点时间来写WRF教程。在我决定跑起WRF之前,我以为运行模式是一件高技术含量的事情,然而,当我自己动手搞定它之后,猛然发现,其实运行模式是一件老少皆宜的事情。
    废话不多说了,运行WRF模式大致需要实现如下步骤:
一.准备一台电脑,安装Linux操作系统
二.安装FORTRAN语言编译器,我用的是PGIlinux7.1.2
三.需要安装各种库文件,也就是WRF运行需要调用的函数。有如下:gcc tcsh glibc samba cpp jasper libpng zlib blas bufr lapack ssh java
四.安装netcdf函数库,该函数库用来存储气象数据的输入输出格式。
五.安装WRF主程序,包括
WRFV3.2内核处理模块
WPS预处理模块
WRFDAV3.2同化处理模块
ARWpost后处理模块
WRFPORT图形化接口
六.后续步骤,比如实现模式数据自动下载,模式一键化运行等。




除此之外,另一种方法就是将他人已经安装WRF的硬盘使用Ghost备份一下,直接复制到自己的电脑上。然而,并不推荐这种方法,因为如果连安装WRF都懒得自己弄,那就更别说应用和研究WRF了。




   本帖先介绍Linux的安装和配置
   WRF只能运行在Linux下,故而需要安装Linux。Linux有很多版本,应该说很多版本都能够运行WRF,但是当时我尝试了Redhat,Ubuntu,Fedora13,最后都在后续的WRF安装过程中出现了各种各样难以解决的问题,最后在我安装的fedora17版本下,成功运行WRF,故而,我推荐大家安装fedora17版本。买一张fedora17安装盘,或者干脆下载fedora光盘镜像,刻录到DVD光盘里,并光盘安装之。先拔出或禁用独@立显卡,而使用集成显卡,否则容易无法识别图像。不推荐U盘安装或者硬盘安装,同样是因为在安装过程中出了一些莫名其妙地问题,所以建议还是使用经典的光盘安装法。建议fedora17安装过程中的用户名取得简单些,因为以后用户名经常会用到,名字太复杂不方便。
   在Linux安装好之后,显然需要熟悉一下Linux基本操作了。linux的程序都是在一个叫“终端”的玩意里运行的,在“桌面->将鼠标移到最左上角->应用程序->系统工具”里可以找到它,终端就是以后的交互平台了,各种命令都是在终端里输入的,故而非常重要。比如在终端中输入"gedit"就可以打开文本编辑器。


第一个步骤已经完成,然后在完成所有步骤之后,就是下面此图显示的那样,图中我电脑的终端正在运行WRF主程序。运行结果可以访问http://111.3.144.158查看

图片:2013-02-23 18_30_58的屏幕截图.png



 
 
 
 
 
 
 
 
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carpenter3carpen... sizesize kszshkszsh
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杰拉华007
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发布于:2013-02-24 00:10
个人的家用电脑大多数还处于双核(单线程or双线程),而欧洲数值是大型计算机,这处理时间与结果会不会。。。
404 Not Found ——
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象山5612
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发布于:2013-02-24 01:26
回 杰拉华007 的帖子
杰拉华007:个人的家用电脑大多数还处于双核(单线程or双线程),而欧洲数值是大型计算机,这处理时间与结果会不会。。。 (2013-02-24 00:10)

一般来说,参与度越高的学科发展越快,比如计算机。
和EC比准确度没有意义,然而,在自己电脑上可以对不同的天气条件进行实验,这相当于一个个人专属天气实验室。比如不同云量条件下的海陆风分布,不同高度地形对于台风发展地影响等,这些EC不可能做,或者说也许做了,但是你不知道。
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temperature
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发布于:2013-02-24 10:51
回 杰拉华007 的帖子
杰拉华007:个人的家用电脑大多数还处于双核(单线程or双线程),而欧洲数值是大型计算机,这处理时间与结果会不会。。。 (2013-02-24 00:10)

赞成象总的说法。其实EC(类似的还有GFS,JGSM,T639,...) 这样的模式,和WRF(包括其前身MM5)是有很大区别的。

前者作为业务预报模式,是由专业的气象机构建立和维护的,其结果作为官方预报的直接参考。因此侧重点在于模拟现实的天气状况,并且尽量报准。就我的理解,这些模式中的相关研究也主要集中于把模式的某些部分改变(例如动力框架、物理参数化、数据同化)之后,和现实对比结果是否有改进,敏感度如何等等。这些大多是气象机构内部的工作,而且这些模式的源代码基本都不公开,我也只见过EC模式有详尽说明文档(最新的在 http://www.ecmwf.int/research/ifsdocs/CY37r2/index.html)。那么作为普通群众甚至气象机构以外的研究人员,大概还是无法真正使用和修改这些模式,做自己感兴趣的事情的。

而WRF模式就很不一样。它完全是开源的,而且整个模式的结构很灵活,可以根据自己的研究兴趣作出相应的修改。这一点甚至从它的理想化(idealized)例子就可以看出(见 http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user_guide_V3/users_guide_chap4.htm),这些例子涵盖了各种不同的区域大小、分辨率、维度,从高精度的大涡模拟(LES),到较高精度的超级单体(super cell),再到理想化热带气旋,甚至到较大尺度的斜压波(baroclinic wave)和低分辨率理想化全球环流试验(Held-Suarez case)应有尽有,还有二维和一维的更多有意思的试验。有些研究人员就以这些例子出发,自己改写程序,设计理想化的试验(例如深对流对海温和背景场的响应),进行他们的理论研究,甚至还有行星科学的研究者以WRF为蓝本发展出在其他行星上的大气动力模式。当然,更多的时候,通过把全球模式(例如GFS)的结果作为初边值条件,可以把WRF作为有限区域模式进行现实的模拟预报,那么相当于提高了原来模式的精度,有某些物理过程也可能得到了更好的模拟。甚至还可以进行逐步加细的多重网格嵌套,其中一些例子是珠三角的灰霾模式(这个用的是MM5,不过原理是一样的,把珠三角的分辨率做得很高,以解析出小尺度的污染物输送以及化学过程),和热带气旋模式(用高精度的子区域盖住热带气旋,以解析出热带气旋内部的小尺度过程,并且WRF还有让高精度网格随涡旋移动的选项...)。当然,以现实数据出发,还可以做些有意思的测试,例如象总做的"台湾山脉海拔对热带气旋强度的影响"这样的测试(热迷/冷迷们也可以试试改地形,看看能不能整出些极端天气现象例如广东大雪来...)。这些测试除了本身很有意思之外,也可能作为某些关于动力机制、物理作用的研究的一部分,对于改进模式本身也可能有所帮助。目前,WRF已经成为了气象研究中很重要的工具,以至于每年在美国科罗拉多(NCAR所在地)都会有专门关于WRF的短期课程和学术会议,让WRF的新老用户们能够互相交流、学习、促进。

当然,WRF也有他的局限之处,例如对于全球尺度的模拟,WRF就可能不那么擅长了。在全球的模拟上,也有相应的开源模式,例如UCAR的CAM, GFDL的AM等等。不过,使用这些模式的研究人员也许更偏向于气候动力学,而不是天气动力学了。
从'95Kent开始追风,经历'99寒潮和'05的322飑线——春雨夏风秋干冬寒,岁月悄然已过。
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juukp
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发布于:2013-07-26 22:50
象老大啊.我用windows啊有版本装吗了
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象山5612
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发布于:2013-07-27 15:23
juukp锛毾罄洗蟀.我用windows啊有版本装吗了鍥炲埌鍘熷笘
只能用linux
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麻花先生
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发布于:2013-10-05 13:23
楼主给力啊,找了好久终于找到了比较好的帖子了、、、
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发布于:2013-10-11 11:02
这一步应该都没有多大问题
Keep calm and carry on!
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YJane
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发布于:2014-08-10 15:12
你好,我因为硕士课题关系刚刚接触WRF。我想问一下WRF软件是自己下载的还是买的?我也想就像你这样装PC机上简单模拟一下就可以
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yaerer
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发布于:2014-12-01 15:30
咨询楼主你的单机运行,电脑配置怎样的?运行速度如何?呵呵
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游客

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