WRF¶

简介¶

WRF(Weather Research and Forecasting Model)模式是有美国环境预报中心(NCEP), 美国国家大气研究中心（NCAR）以及多个大学、研究所和业务部门联合研发的一种统一的中尺度天气预报模式。 WRF模式适用范围很广，从中小尺度到全球尺度的数值预报和模拟都有广泛的应用。

WPS是预处理WRF运行数据的工具。

安装环境¶

使用方法¶

1. 加载环境

   module load wrf
   

2. 把WRF和WPS拷贝到本地目录使用

   #新建本地目录，把wrf和wps拷贝过去，本例新建wrftest目录，可按实际使用情况修改目录名称
   mkdir -p ~/wrftest
   cd ~/wrftest
   cp -r ${WRFPATH} .
   cp -r ${WPSPATH} .
   

3. 相关命令在WRF及WPS目录内，可以通过slurm脚本进行调用

   #WPS的几个命令
   cd ~/wrftest/WPS-4.5
   ls *.exe
   geogrid.exe  metgrid.exe  ungrib.exe
   
   #WRF的几个命令
   cd ~/wrftest/WRFV4.5.2/run/
   ls *.exe
   ndown.exe  real.exe  tc.exe  wrf.exe
   

4. geog静态地理数据路径

   /share/software/Build_WRF/WPS_GEOG
   

WRF案例运行¶

Matthew案例资料

准备工作¶

1. 加载环境

   module load wrf
   

2. 把WRF和WPS拷贝到本地目录

   #新建本地目录，把wrf和wps拷贝过去，本例新建wrf目录，可按实际使用情况修改目录名称
   mkdir -p ~/wrftest
   cd ~/wrftest
   cp -r ${WRFPATH} .
   cp -r ${WPSPATH} .
   

3. 创建静态地理数据连接

   #静态地理数据约30g，创建软连接指向相应目录
   cd ~/wrftest
   ln -s ${GEOGPATH} .
   

4. 修改目录信息，指向刚才创建的软连接

   #进入WPS目录，修改namelist.wps文件下的'geog_data_path'项，把路径改为刚才创建的软连接
   cd ~/wrftest/WPS-4.5
   vim namelist.wps
   

   修改前：

   

   修改后：

   

用WPS处理数据¶

运行ungrib.exe¶

1. 在wrftest目录下创建data目录

   cd ~/wrftest
   mkdir -p data
   

2. 下载Matthew案例气象数据到data目录，并解压

   cd ~/wrftest/data
   wget https://www2.mmm.ucar.edu/wrf/TUTORIAL_DATA/matthew_1deg.tar.gz        #下载气象数据
   tar zxf matthew_1deg.tar.gz                                                 #解压资料
   ll matthew
   

   解压后会得到matthew目录，目录内是9个以fnl为开头的文件

   

3. 链接到GFS Vtable

   cd ~/wrftest/WPS-4.5
   ln -sf ungrib/Variable_Tables/Vtable.GFS Vtable
   

4. 使用脚本link_grib.csh链接GRIB数据

   cd ~/wrftest/WPS-4.5
   ln -sf ungrib/Variable_Tables/Vtable.GFS Vtable
   ./link_grib.csh ../data/matthew/fnl_2016100*
   ll GRIBFILE*
   

   运行后会创建一系列以GRIBFILE命名的文件，指向matthew的气象数据文件

   

5. 修改namelist.wps配置文件

   cd ~/wrftest/WPS-4.5
   vim namelist.wps
   
   #修改以下几项即可
   max_dom = 1
   start_date = '2016-10-06_00:00:00',
   end_date = '2016-10-08_00:00:00',
   interval_seconds = 21600,
   

   修改前：

   

   修改后：

   

6. 创建ungrib.exe的slurm调用脚本，并提交任务

   cd ~/wrftest/WPS-4.5
   cat ungrib_slurm.slurm
   #=========================
   #!/bin/bash
   #SBATCH --job-name=ungrib
   #SBATCH --partition=cpuXeon6458
   #SBATCH -N 1
   #SBATCH --cpus-per-task=40
   #SBATCH --output=job.%j.out
   #SBATCH --error=job.%j.err
   
   ./ungrib.exe
   #=========================
   
   sbatch ungrib_slurm.slurm
   

7. 执行结束后，生成若干以FILE为开头的文件即运行成功

   

运行geogrid.exe¶

1. 修改namelist.wps配置文件

   cd ~/wrftest/WPS-4.5
   vim namelist.wps
   
   #修改以下项目
   parent_id = 1,
   parent_grid_ratio = 1,
   i_parent_start = 1,
   j_parent_start = 1,
   e_we = 91,
   e_sn = 100,
   geog_data_res = 'default',
   dx = 27000,
   dy = 27000,
   map_proj = 'mercator',
   ref_lat = 28.00,
   ref_lon = -75.00,
   truelat1 = 30.0,
   truelat2 = 60.0,
   stand_lon = -75.0,
   

   修改前：

   

   修改后：

   

2. 创建geogrid.exe的slurm调用脚本，并提交任务

   cd ~/wrftest/WPS-4.5
   cat geogrid_slurm.slurm
   #=========================
   #!/bin/bash
   #SBATCH --job-name=geogrid
   #SBATCH --partition=cpuXeon6458
   #SBATCH -N 1
   #SBATCH --cpus-per-task=40
   #SBATCH --output=job.%j.out
   #SBATCH --error=job.%j.err
   
   ./geogrid.exe
   #=========================
   
   sbatch geogrid_slurm.slurm
   

3. 执行结束后，会生成geo_em.d01.nc文件，即运行成功

   

运行metgrid.exe¶

1. 确认namelist.wps配置文件下，'fg_name'配置项的值为'FILE'

   cd ~/wrftest/WPS-4.5
   cat namelist.wps|grep fg_name
   

   

2. 创建metgrid.exe的slurm调用脚本，并提交任务

   cd ~/wrftest/WPS-4.5
   cat metgrid_slurm.slurm
   #=========================
   #!/bin/bash
   #SBATCH --job-name=metgrid
   #SBATCH --partition=cpuXeon6458
   #SBATCH -N 1
   #SBATCH --cpus-per-task=40
   #SBATCH --output=job.%j.out
   #SBATCH --error=job.%j.err
   
   ./metgrid.exe
   #=========================
   
   sbatch metgrid_slurm.slurm
   

3. 执行结束后，会生成若干met_em为开头的文件，即运行成功

   

WRF运行¶

运行real.exe¶

1. 进入WRF的run目录，链接到刚才创建的met_em文件

   cd ~/wrftest/WRFV4.5.2/run
   ln -sf ../../WPS-4.5/met_em.d01.2016-10-0* .
   

   确认创建相关软链接

   

2. 修改namelist.input配置文件

   cd ~/wrftest/WRFV4.5.2/run
   vim namelist.input
   
   #修改以下项目
   run_days = 0,
   run_hours = 48,
   run_minutes = 0,
   run_seconds = 0,
   start_year = 2016,
   start_month = 10,
   start_day = 06,
   start_hour = 00,
   end_year = 2016,
   end_month = 10,
   end_day = 08,
   end_hour = 00,
   interval_seconds = 21600
   input_from_file = .true.,
   history_interval = 180,
   frames_per_outfile = 1,
   restart = .false.,
   restart_interval = 1440,
   time_step = 150,
   max_dom = 1,
   e_we = 91,
   e_sn = 100,
   e_vert = 45,
   num_metgrid_levels = 32,
   dx = 27000,
   dy = 27000,
   

   修改前：

   

   修改后：

   

3. 创建real.exe的slurm调用脚本，并提交任务

   cd ~/wrftest/WRFV4.5.2/run
   cat real_slurm.slurm
   #=========================
   #!/bin/bash
   #SBATCH --job-name=real
   #SBATCH --partition=cpuXeon6458
   #SBATCH -N 1
   #SBATCH --cpus-per-task=40
   #SBATCH --output=job.%j.out
   #SBATCH --error=job.%j.err
   
   ./real.exe
   #=========================
   
   sbatch real_slurm.slurm
   

4. 执行成功后，会生成wrfbdy_d01和wrfinput_d01两个文件

   

运行wrf.exe¶

1. 进入WRF的run目录，创建slurm脚本

   cd ~/wrftest/WRFV4.5.2/run
   cat wrf_slurm.slurm
   #以下脚本内容供参考，编写时以实际为准
   #==================================
   #!/bin/bash
   #SBATCH --job-name=wrf
   #SBATCH --partition=cpuXeon6458
   #SBATCH -N 2
   #SBATCH --cpus-per-task=40
   #SBATCH --output=job.%j.out
   #SBATCH --error=job.%j.err
   
   ulimit -s unlimited
   srun --mpi=pmix wrf.exe
   #==================================
   

2. 提交slurm脚本，等待执行完成

   cd ~/wrftest/WRFV4.5.2/run
   sbatch wrf_slurm.slurm
   

3. 计算完成后会创建若干wrfout为开头的文件，即执行成功

   

参考资料¶

WRF官网

WRF模式案例运行体验

Contributor：肥恩