WRF主程序与WPS的编译与安装

2022-01-01 08:48:01

最近重新把WRF学习提上事宜，所以开始重新鼓捣WRF。
由于WRF-DA的运行需要依赖WPS程序，这里就填下之前两篇WRF-DA模块编译中挖的坑。即WRF主程序的编译与安装。如果不太清楚的WRF与WRF-DA相关的可以去翻下前两篇博客。

博客地址

最近本来准备换VitualBox来玩虚拟机，结果不小心玩脱了，把之前编译安装好WRF-DA模块的Ubuntu系统删除了，所以只好重头再来了。所以这回我是从WRF主程序等一一安装完，最后再来安装WRF-DA模块。不过这一次按照网上原来的教程装了好多次都失败了，不得已之下，我去请教了WRF官方邮箱。他们给我提供了一份官方安装教程，结果一次成功。这里介绍下这份教程的过程。

WRF官方在线安装教程

系统环境测试
安装依赖库
依赖库兼容性测试
- FortranCNetCDF
- FortranCNetCDFMPI
编译WRF
编译WPS

1 系统环境测试

首先对编译需要的gfortran,cpp,gcc检查是否安装，版本是否匹配。

which gfortran
which cpp
which gcc
gfortran --version
gcc --version
g++ --version

能显示路径说明已安装，版本检查也未出现。
可以发现gfortran并未安装。

apt install gfortran

接下来在安装WRF的文件夹下创建两个文件夹。一个是Build_WRF，一个是TESTS。
然后下载Fortran and C Tests Tar File文件，并放入TESTS文件夹下，对编译器做测试。
解压完毕。

一共有7个测试。
首先是对Fortran和C的编译器做测试。

gfortran TEST_1_fortran_only_fixed.f
./a.out

gfortran TEST_2_fortran_only_free.f90
./a.out

gcc TEST_3_c_only.c
./a.out

gcc -c -m64 TEST_4_fortran+c_c.c
gfortran -c -m64 TEST_4_fortran+c_f.f90
gfortran -m64 TEST_4_fortran+c_f.o TEST_4_fortran+c_c.o
./a.out

接下来测试下csh，perl，sh是否可行。

./TEST_csh.csh
./TEST_perl.pl
./TEST_sh.sh

可以发现csh测试不通过。解决方案为安装tcsh。

apt install tcsh

安装完，测试通过。

2 安装依赖库

首先在Build_WRF文件夹下面创建一个LIBRARIES的文件夹。然后下载所需的依赖库。

mpich-3.0.4
netcdf-4.1.3
Jasper-1.900.1
libpng-1.2.50
zlib-1.2.7

把这些压缩包全部放到LIBRARIES下面。

接着设置环境变量开始安装。

1 netcdf安装

这里用的是4.1.3版本的netcdf，这个版本还没有把netcdf-fortran和netcdf-c拆开。比较新的版本已经把二者拆开了，新版本则必须两个都安装。

exprot DIR=/home/Build_WRF/LIBRARIES
export CC=gcc
export CXX=g++
export FC=gfortran
export FCFLAGS=-m64
export F77=gfortran
export FFLAGS=-m64
tar zxvf netcdf-4.1.3.tar.gz
cd netcdf-4.1.3
./configure --prefix=$DIR/netcdf --disable-dap \
 --disable-netcdf-4 --disable-shared
make
make install
export PATH=$DIR/netcdf/bin:$PATH
export NETCDF=$DIR/netcdf

虽然网上有很多教程要求先安装zllib和hdf5后安装netcdf，但是我决定按官方教程走走看。

2 mpich安装

如果不需要并行运算，可以不安装这个库。这里还是安装一下。

tar xzvf mpich-3.0.4.tar.gz
cd mpich-3.0.4
./configure --prefix=$DIR/mpich
make
make install
export PATH=$DIR/mpich/bin:$PATH

3 zlib安装

export LDFLAGS=-L$DIR/grib2/lib
export CPPFLAGS=-I$DIR/grib2/include

tar xzvf zlib-1.2.7.tar.gz
cd zlib-1.2.7
./configure --prefix=$DIR/grib2
make
make install

4 libpng安装

tar xzvf libpng-1.2.50.tar.gz
cd libpng-1.2.50
./configure --prefix=$DIR/grib2
make
make install

5 jasper安装

tar xzvf jasper-1.900.1.tar.gz
cd jasper-1.900.1
./configure --prefix=$DIR/grib2
make
make install

3 依赖库兼容性测试

接下来对安装完的依赖库兼容性做测试。
测试文件

1 Fortran+C+NetCDF

tar -xf Fortran_C_NETCDF_MPI_tests.tar
cp ${NETCDF}/include/netcdf.inc .
gfortran -c 01_fortran+c+netcdf_f.f
gcc -c 01_fortran+c+netcdf_c.c
gfortran 01_fortran+c+netcdf_f.o 01_fortran+c+netcdf_c.o \
     -L${NETCDF}/lib -lnetcdff -lnetcdf
./a.out

2 Fortran+C+NetCDF+MPI

cp ${NETCDF}/include/netcdf.inc .
mpif90 -c 02_fortran+c+netcdf+mpi_f.f
mpicc -c 02_fortran+c+netcdf+mpi_c.c
mpif90 02_fortran+c+netcdf+mpi_f.o \
02_fortran+c+netcdf+mpi_c.o \
     -L${NETCDF}/lib -lnetcdff -lnetcdf
mpirun ./a.out

4 编译WRF

下载WRF的源码，放在Build_WRF里面。
WRF3.9.1

gunzip WRFV3.9.1.1.TAR.gz
tar -xf WRFV3.9.1.1.TAR
cd WRFV3
./configure

需要安装m4。

apt-get install m4

接着configure一下，出现如下界面。

选择34和1。

./compile em_real >& log.compile

接下来只要等待编译完成了。
用下面的语句检查是否生成exe。

ls -ls main/*.exe

5 编译WPS

接下来就是编译WPS。

gunzip WPSV3.9.1.TAR.gz
tar -xf WPSV3.9.1.TAR
cd WPS
./clean
export JASPERLIB=$DIR/grib2/lib
export JASPERINC=$DIR/grib2/include
./configure

出现如下界面

选择3，然后运行如下命令编译。

WRF_DIR = ../WRFV3
./compile >& log.compile

上述的exe出现且不为红色可以初步认为编译安装成功。如何运行WRF后面再介绍。

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