WRF-ARW（Weather Research and Forcasting Model）

WRF-ARW模式是针对大气研究和业务预报应用设计的中尺度数值天气预报系统，适用于从几十米到几千公里的广泛气象应用。本文将以WRF-ARW V3.9.1版本为例，介绍其在超算中心上的安装部署。相信看完这篇文章大家能够深刻感受到超算上配置安装WRF模式的便捷与高效！

一、WRF模式简介

WRF-ARW（Weather Research and Forcasting Model）是由美国国家大气研究中心（National Center for Atmospheric Research, NCAR）、美国海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA）、美国环境预测中心（National Center for Environmental Prediction, NCEP）、预报系统实验室（Forecast Systems Laboratory, FSL）、空军天气局（Air Force Weather Agency, AFWA）、俄克拉荷马大学（the University of Oklahoma）和联邦航空管理局（the Federal Aviation Administration, FAA）等联合开发的新一代中尺度天气预报模式。WRF-ARW模式是针对大气研究和业务预报应用设计的中尺度数值天气预报系统，适用于从几十米到几千公里的广泛气象应用。本文将以WRF-ARW V3.9.1版本为例，介绍其在北京超算中心上（https://cloud.blsc.cn/）的安装部署。

二、服务器的登录和使用

2.1、登录

在北京超算中心图形文字界面，可以使用“SSH”或“Putty”软件进行指令输入，使用“快传”传输并查看文件内容。此外，平台也为用户根据学科应用方向和场景提供了丰富的云服务和软件支持，可以根据需要自行选择使用。当然，也可以使用集成度较高的一些终端软件，譬如，MobaXterm，同时支持指令输入和FTP文件传输！

2.2、Linux基本命令

在编译安装WRF-ARW之前，需要熟悉以下命令

cd：进入操作目录

ls：查看当前目录文件信息

cp：复制文件

pwd：查看当前目录

mkdir：新建文件夹

rm：删除文件

vi：打开文本编辑模式

2.3、任务管理

WRF-ARW的计算量较大，一般采用并行计算加快任务进程。北京超算中心采用的是Slurm操作系统，有专任工程师24h提供作业支持服务，基础作业命令如下：

sbatch：提交作业脚本

squeue：查看作业情况

scancel %jobid：结束作业

/public1/soft/wxl-bin/sacct-wxl %jobid：查看作业完成信息

tail -f 文件名：实时查看输出文件

三、WRF-ARW数值模式安装

WRF-ARW的架构和运行流程如下图所示，主要分为地形和气象数据预处理部分（WRF Preprocessing System, WPS）和数值模式运行两步，下面将分别介绍WPS

和WRF的安装，数值模式源代码可从https://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/download/get_source.html获取。

WRF-ARW的安装需要提前准备大量依赖库，如在安装WPS时需要安装zlib、libpng和jasper支持grib2格式气象数据读取，安装WRF时需要安装interfortran、NetCDF4和HDF5基础库，编译并行模式和运行则需要安装openmpi或mpich支持并行计算。在小型服务器上，一般采用sudo apt-get install安装软件，并在~/.bashrc中设置对应软件和库路径的环境变量，相对麻烦，并且常会因会软件版本、相互依赖关系和系统环境兼容性导致安装报错，耗费许多时间。在北京超算中心，这一系列库已经提前预装完毕，只需在模式编译前通过以下命令快速调用即可，非常方便：

3.1、WRF安装

  

   cd WRFV3#进入WRF编译目录
  

./configure# 按顺序依次选取21（ifort编译器+dmsm运行）# 和1（基础嵌套）生成编译配置文件configure.wrf，# 注意需要将该文件中OMP和OMPCC中的openmp修改为qopenmp，# 将OPTAVX从xAVX修改为-march=core-avx2

./compile em_real &> compile.log# 编译实际应用版本，该过程需要20 min左右

ls main/*exe# 当出现ndown.exe、real.exe、tc.exe和wrf.exe时# 即代表WRF部分已顺利安装

3.2、WPS安装

cd WPS# 进入WPS编译目录

./configure# 对应WRF选择19编译选项生成配置文件configure.wps，、# 注意需要在该文件中的WRF_LIB中新增选项-liomp5 -lpthread

./compile &> compile.log# 编译WPS，该过程仅需5min左右

ls *exe# 当出现geogrid.exe、ungrib.exe和metgrid.exe时# 即代表WPS部分已顺利安装

四、小结

到此已经完成了WRF-ARW的安装。WRF-ARW的安装流程不难，个人认为比较令人头疼的是基础库环境的安装和配置，不过在北京超算中心平台，这些库已经预先安装，环境配置可以一键配置，并且有专任工程师提供24h配置支持服务，十分方便。

在下期内容中，我们会以WRF官网—2016年10月飓风马修登陆为例，介绍在超算平台上的模式计算过程。敬请期待！

内容转载自：Dr. Wu 气象学家

图文/编辑：韩岳彤

审核：杨伟峰

审核发布：胡永利