Intel编译器安装WRF-CMAQ

已于 2023-09-22 12:15:26 修改
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分类专栏： WRF CMAQ 文章标签： linux centos
于 2021-10-24 23:19:47 首次发布
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本文档详细介绍了在Linux环境中安装CMAQ-5.3.2和WRF的步骤，包括安装Intel编译器、mpich、zlib、curl、netcdf、ioapi等依赖库，以及CMAQ和WRF的具体配置和编译过程，适合环境配置和气象模型研究者参考。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

目录

一、安装 CMAQ-5.3.2

需要的依赖库： 

目录结构（手动创建）：

1. 安装Intel编译器

2. 安装 mpich

3. 安装 zlib

4. 安装 curl

5. 安装 netcdf

6. 安装 ioapi

7. 安装 CMAQ

二、安装 WRF

目录结构（手动创建）： 

依赖库： 

1. nefcdf 和 zlib

2. 安装 libpng

3. 安装 jasper

4. 安装 WRF

5. 安装 WPS   

一、安装 CMAQ-5.3.2

需要的依赖库： 

• Intel
• mpich
• zlib
• curl
• netcdf
• ioapi

目录结构（手动创建）：

|--home
   |--rain
      |--Build_CMAQ
         |--LIBRARIES
         |--src
         |--CMAQ_Project

1. 安装 Intel 编译器

$ cd /home/rain/Build_CMAQ/src
$ wget https://registrationcenter-download.intel.com/akdlm/irc_nas/18673/l_BaseKit_p_2022.2.0.262_offline.sh
$ wget https://registrationcenter-download.intel.com/akdlm/irc_nas/18679/l_HPCKit_p_2022.2.0.191_offline.sh
$ bash l_BaseKit_p_2022.2.0.262_offline.sh -a -c
$ bash l_HPCKit_p_2022.2.0.191_offline.sh
$ vi ~/.bashrc      # 添加环境变量，下文安装依赖库所需要的环境变量也可以一次添加，一次生效

# intel compiller
source /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/intel/oneapi/setvars.sh --force

$ source ~/.bashrc  # 使环境变量生效
$ ifort -v          # 出现对应版本号即成功

2. 安装 mpich

$ cd /home/rain/Build_CMAQ/src
$ wget https://www.mpich.org/static/downloads/3.4.2/mpich-3.4.2.tar.gz
$ tar xzvf mpich-3.4.2.tar.gz
$ cd mpich-3.4.2
$ CC=icc CXX=icc FC=ifort CPP='icpc -E' CPPFLAGS='-fPIC' ./configure --prefix=/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/mpich --with-device=ch3  #注意空格
$ make -j4
$ make install
$ vi ~/.bashrc      # 添加mpich的环境变量

# mpich
export PATH=/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/mpich/bin:$PATH

$ source ~/.bashrc

3. 安装 zlib

$ cd /home/rain/Build_CMAQ/src
$ wget http://www.zlib.net/fossils/zlib-1.2.11.tar.gz
$ tar xzvf zlib-1.2.11.tar.gz
$ cd zlib-1.2.11
$ CC=icc CXX=icc FC=ifort CPP='icpc -E' CPPFLAGS='-fPIC' ./configure --prefix=/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/zlib
$ make -j4
$ make install

4. 安装 curl

$ cd /home/rain/Build_CMAQ/src
$ wget https://curl.se/download/curl-7.77.0.tar.gz
$ tar xzvf curl-7.77.0.tar.gz
$ cd curl-7.77.0
$ CC=icc CXX=icc FC=ifort CPP='icpc -E' CPPFLAGS='-fPIC' ./configure --prefix=/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/curl --with-zlib=/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/zlib --without-ssl
$ make -j4
$ make install

5. 安装 netcdf

$ cd /home/rain/Build_CMAQ/src
$ wget ftp://ftp.unidata.ucar.edu/pub/netcdf/netcdf-c-4.8.0.tar.gz
$ wget ftp://ftp.unidata.ucar.edu/pub/netcdf/netcdf-fortran-4.5.3.tar.gz
$ tar xzvf netcdf-c-4.8.0.tar.gz
$ cd netcdf-c-4.8.0
$ CC=icc CXX=icc FC=ifort CPP='icpc -E' CPPFLAGS="-fPIC -I/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/curl/include" LDFLAGS="-L/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/curl/lib" ./configure --prefix=/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf --disable-netcdf-4

 若显示

configure: error: Can't find or link to the z library. Turn off netCDF-4 and DAP clients with --disable-hdf5 --disable-dap, or see config.log for errors. 
则尝试：
(省略前面字段) ./configure --prefix=....../netcdf --disable-dap --disable-netcdf-4

，则尝试

(省略前面字段) ./configure --prefix=....../netcdf --disable-dap --disable-netcdf-4
$ make -j4
$ make install
$ cd ..
$ tar xzvf netcdf-fortran-4.5.3.tar.gz
$ cd netcdf-fortran-4.5.3
$ CC=icc CXX=icc FC=ifort CPP='icpc -E' CPPFLAGS="-fPIC -I/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf/include" LDFLAGS="-L/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf/lib" LD_LIBRARY_PATH="/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf/lib:$LD_LIBRARY_PATH" ./configure --prefix=/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf
$ make -j4
$ make install
$ vi ~/.bashrc

# netcdf
export PATH=/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf/bin:$PATH
export NETCDF=/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf
export LD_LIBRARY_PATH=/home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf/lib:$LD_LIBRARY_PATH

$ source ~/.bashrc

6. 安装 ioapi

$ cd /home/rain/Build_CMAQ/src
$ wget https://www.cmascenter.org/ioapi/download/ioapi-3.2.tar.gz
$ mkdir ioapi
$ cd ioapi
$ tar -xvzf ../ioapi-3.2.tar.gz
$ export BIN=Linux2_x86_64ifort
$ mkdir Linux2_x86_64ifort
$ ln -sf /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf/lib/*.so Linux2_x86_64ifort/
$ cp ioapi/Makefile.nocpl ioapi/Makefile
$ cp m3tools/Makefile.nocpl m3tools/Makefile
$ cp Makefile.template Makefile
$ vi Makefile

BIN = Linux2_x86_64ifort
BASEDIR = ${PWD}
INSTALL = /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/ioapi
LIBINST = $(INSTALL)/$(BIN)
BININST = $(INSTALL)/$(BIN)
CPLMODE = nocpl
IOAPIDEFS =
PVMINCL =

$ vi /home/rain/Build_CMAQ/src/ioapi/ioapi/Makeinclude.Linux2_x86_64ifort  # 结合自己路径更改下列内容

AR = ar
CC = mpiicc
CXX = mpiicpc
FC = mpiifort -auto -warn notruncated_source -static-intel
OMPFLAGS = -qopenmp
OMPLIBS = -qopenmp
#ARCHLIB = -Bstatic

$ make configure
$ vi ioapi/Makefile

BASEDIR = /home/rain/Build_CMAQ/src/ioapi
INSTDIR = /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/ioapi/Linux2_x86_64ifort

$ vi m3tools/Makefile
BASEDIR = /home/rain/Build_CMAQ/src/ioapi
INSTDIR = /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/ioapi/Linux2_x86_64ifort

$ make all
$ mkdir /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/ioapi
$ make install
$ cp ioapi/fixed_src/* /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/ioapi/fixed_src/
$ cp ioapi/Linux2_x86_64ifort/* /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/ioapi/Linux2_x86_64ifort/

7. 安装 CMAQ

$ cd /home/rain/Build_CMAQ/src  # 这里我已下载的CMAQ-5.3.2压缩包上传至虚拟机
$ unzip CMAQ-5.3.2
$ cd CMAQ-5.3.2
$ cp bldit_project.csh bldit_project.csh.old
$ vi bldit_project.csh

set CMAQ_HOME = /home/rain/Build_CMAQ/CMAQ_Project

$ ./bldit_project.csh

$ cd /home/rain/Build_CMAQ/CMAQ_Project
$ cp config_cmaq.csh config_cmaq.csh.old

$ vi config_cmaq.csh

case intel:

        setenv IOAPI_INCL_DIR   /home/rain/Build_CMAQ/src/ioapi/ioapi/fixed_src
        setenv IOAPI_LIB_DIR    /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/ioapi/Linux2_x86_64ifort
        setenv NETCDF_LIB_DIR   /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf/lib   
        setenv NETCDF_INCL_DIR  /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf/include   
        setenv NETCDFF_LIB_DIR  /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf/lib 
        setenv NETCDFF_INCL_DIR /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf/include  
        setenv MPI_LIB_DIR      /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/mpich/lib     

        setenv myLINK_FLAG "-qopenmp"

$ ./config_cmaq.csh intel
$ cd /home/rain/Build_CMAQ/CMAQ_Project/CCTM/scripts
$ mkdir BLD_CCTM_v532_intel
$ cp /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/mpich/include/* BLD_CCTM_v532_intel/
$ ./bldit_cctm.csh intel |& tee bldit.cctm.log
$ ls -al BLD_CCTM_v532_intel/CCTM_*.exe

有 CCTM_v532.exe 文件，则安装成功

7.1 编译 ICON

$ cd /home/rain/Build_CMAQ/CMAQ_Project/PREP/icon/scripts
$ ./bldit_icon.csh intel

执行完成后生成 BLD_ICON_v532_intel 文件夹。

$ cd BLD_ICON_v532_intel
$ vi Makefile 
将 NETCDF = -L$(LIB)/netcdff/lib -lnetcdff -L$(LIB)/netcdf/lib -lnetcdf -lcurl 修改为
   NETCDF = -L$(LIB)/netcdff/lib -lnetcdff -L$(LIB)/netcdf/lib -lnetcdff -lnetcdf

 然后执行 make ，若该文件夹下若生成可执行文件 ICON_v532.exe ，则编译成功。（BCON操作与此相同）

7.2 编译 BCON

$ cd /home/rain/Build_CMAQ/CMAQ_Project/PREP/bcon/scripts
$ ./bldit_bcon.csh intel

 执行完成后生成 BLD_BCON_v532_intel 文件夹。

$ cd BLD_BCON_v532_intel
$ vi Makefile

 文件修改完成后执行 make ，该文件夹下若生成可执行文件 BCON_v532.exe ，则编译成功。

7.3 编译 MCIP

$ cd /home/rain/Build_CMAQ/CMAQ_Project/PREP/mcip/src
$ vi Makefile

将参数修改为下图所示（参考！注意个人文件路径）：

#...Intel Fortran
FC      = ifort
NETCDF = /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf/
IOAPI_ROOT = /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/ioapi/
###FFLAGS  = -g -O0 -check all -C -traceback -FR -I$(NETCDF)/include  \
###          -I$(IOAPI_ROOT)/Linux2_x86_64ifort
FFLAGS  = -FR -O3 -traceback -I$(NETCDF)/include -I$(IOAPI_ROOT)/Linux2_x86_64ifort
LIBS    = -L$(IOAPI_ROOT)/Linux2_x86_64ifort -lioapi \
          -L$(NETCDF)/lib -lnetcdff -lnetcdf -qopenmp

之后输入make，执行完成后生成 mcip.exe ，即为编译成功。 

二、安装WRF

目录结构（手动创建）： 

 |--home
    |--rain
       |--Build_WRF
          |--LIBRARIES
          |--src

依赖库： 

• netcdf
• libpng
• Jasper

1. nefcdf 和 zlib

将 /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES 目录下的 nefcdf 和 zlib 文件夹链接到 /home/rain/Build_WRF/LIBRARIES下

$ cd /home/rain/Build_WRF/LIBRARIES
$ ln -sf /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/netcdf
$ ln -sf /home/rain/Build_CMAQ/LIBRARIES/zlib

2. 安装 libpng

$ cd /home/rain/Build_WRF/src
$ wget ftp://ftp.simplesystems.org/pub/libpng/png/src/libpng16/libpng1.6.37.tar.gz
$ tar xzvf libpng-1.6.37.tar.gz
$ cd libpng-1.6.37
$ CC=icc CXX=icc FC=ifort CPP='icpc -E' CPPFLAGS='-I/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/zlib/include' LDFLAGS='-L/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/zlib/lib' ./configure --prefix=/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/libpng
$ make -j2
$ make install
$ vi ~/.bashrc

# libpng
export LD_LIBRARY_PATH=/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/libpng/lib:$LD_LIBRARY_PATH

$ source ~/.bashrc

3. 安装 jasper

$ cd /home/rain/Build_WRF/src
$ wget https://www.ece.uvic.ca/~frodo/jasper/software/jasper-2.0.10.tar.gz
$ tar -xvzf jasper-2.0.10.tar.gz
$ cmake -G "Unix Makefiles" -H/home/rain/Build_WRF/src/jasper-2.0.10 -B/home/rain/Build_WRF/src/jasper-2.0.10-build -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/jasper
$ cd jasper-2.0.10-build
$ make install
$ vi ~/.bashrc

# jasper
export PATH=/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/jasper/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/jasper/lib64:$LD_LIBRARY_PATH

$ source ~/.bashrc

若执行 " cmake -G ...... " 后显示 找不到cmake 指令，可使用 jasper-1.900.1版本，解压后：

$ ./configure --prefix=/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/jasper
$ make
$ make install
$ vi ~/.bashrc

# jasper
export PATH=/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/jasper/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/jasper/lib:$LD_LIBRARY_PATH

$ source ~/.bashrc

4. 安装 WRF

$ ulimit -s unlimited
$ export MALLOC_CHECK_=0
$ export EM_CORE=1
$ export NMM_CORE=0
$ export WRFIO_NCD_LARGE_FILE_SUPPORT=1

$ cd /home/rain/Build_WRF   #此目录下已上传 WRF-4.1.1 和 WPS-4.1
$ tar -xvzf WRF-4.1.1.tar.gz
$ mv WRF-4.1.1 WRF
$ cd WRF
$ ./configure

Enter selection [1-75] : 16  (dm+sm) INTEL (ifort/icc)

Compile for nesting? (1=basic, 2=preset moves, 3=vortex following) [default 1]: 1

$ ./compile -j 2 em_real 2>&1 | tee compile_wrf.log
$ ls -lah main/*.exe

出现 real.exe 和 wrf.exe 成功。

5. 安装 WPS   

同样已上传 WPS-4.1

$ cd /home/rain/Build_WRF
$ tar -xvzf WPS-4.1.tar.gz
$ mv WPS-4.1 WPS
$ cd WPS
$ export JASPERLIB=/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/jasper/lib64  # jasper-1.900.1版本为 .../jasper/lib
$ export JASPERINC=/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/jasper/include
$ ./configure

select 19. Linux x86_64, Intel compiler (dmpar)
Enter selection [1-40] : 19

$ vi configure.wps

COMPRESSION_LIBS = -L/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/jasper/lib64 -ljasper -L/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/libpng/lib -lpng -L/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/zlib/lib -lz
COMPRESSION_INC = -I/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/jasper/include -I/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/libpng/include -I/home/rain/Build_WRF/LIBRARIES/zlib/include
DM_FC = mpif90 -f90=$(SFC) -qopenmp -fpp -auto
DM_CC = mpicc -cc=$(SCC)

$ ./compile 2>&1 | tee compile_wps.log
$ ls -lah *.exe

出现 geogrid.exe , metgrid.exe and ungrib.exe 成功


 

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我的CMAQ5.3.1中MCIP无法识别WRF的WRFOUT的nc 文件， US EPA COMMUNITY MULTISCALE AIR QUALITY MODEL METEOROLOGY-CHEMISTRY INTERFACE PROCESSOR MCIP V5.1 FROZEN 11/21/2019 =====================================
05-24
### CMAQ 5.3.1 中 MCIP 无法读取 WRF 输出 NC 文件的原因分析 在配置 CMAQ v5.3.1 的过程中，如果遇到 MCIP 无法正确解析由 Weather Research and Forecasting (WRF) 模型生成的 `wrfout` NetCDF 文件的情况，通常可能是由于以下几个原因引起的： #### 1. **NetCDF 和 NetCDF-Fortran 库版本不匹配** MCIP 需要依赖特定版本的 NetCDF 和 NetCDF-Fortran 库来解析 `wrfout` 文件。如果这些库的版本与 WRF 编译时使用的版本不同，则可能导致兼容性问题[^1]。 解决方案是在编译 CMAQ 及其组件之前，确认所设置的环境变量指向正确的库路径，并确保它们与 WRF 使用的库一致。例如，在 `config_cmaq.csh` 文件中应有如下定义： ```csh setenv NETCDF_LIB_DIR /path/to/wrf/netcdf/lib setenv NETCDF_INCL_DIR /path/to/wrf/netcdf/include setenv NETCDFF_LIB_DIR /path/to/wrf/netcdff/lib setenv NETCDFF_INCL_DIR /path/to/wrf/netcdff/include ``` #### 2. **MPI 环境未正确配置** 虽然引用提到 MPI 路径已指定，但如果 MPI 版本或配置存在问题，也可能影响到 MCIP 对输入数据文件的支持能力。特别是当使用 Intel MPI 或其他第三方实现时，需特别注意 MPI 的安装位置及其子目录结构是否符合预期[^1]。 建议重新检查以下环境变量设定是否准确无误： ```csh setenv MPI_LIB_DIR /public/software/mpi/intelmpi/2017.4.239/intel64 ``` 这里需要注意的是，尽管字段名为 `MPI_LIB_DIR` ，但它实际上应当指向整个 MPI 安装根目录而非单纯的 lib 子文件夹。 #### 3. **IOAPI 设置错误** 另外一个重要方面就是 IOAPI 接口程序包的相关参数调整不当也会引发类似的读写障碍现象。因此有必要再次核实下面这两项内容是否存在偏差或者遗漏之处： ```csh setenv IOAPI_INCL_DIR /public1/home/cmaq/ioapi-3.2-master/ioapi setenv IOAPI_LIB_DIR /public1/home/cmaq/ioapi-3.2-master/Linux2_x86_64ifort ``` #### 4. **编译器选项差异** 最后一点要考虑的因素便是选用的不同种类以及各自特性的编译工具链可能带来的副作用效果。比如在这里采用了 intel + intelmpi 组合形式来进行整体项目的构建操作的话，那么就务必要保证所有涉及到外部依赖关系的部分都统一遵循相同的 ABI(Application Binary Interface)标准规范要求才行[^1]。 --- 以下是针对此情况的一个简单测试脚本样例供参考之用： ```bash #!/bin/bash # 加载所需模块 module load intel/2017.4.239 module load impi/2017.4.239 module load netcdf/4.7.0 module load netcdff/4.4.5 # 导入必要的环境变量 export PATH=/opt/intel/bin:$PATH source config_cmaq.csh # 进行编译前清理工作 make clean -j8 # 开始正式编译过程 make all -j8 ``` 通过执行以上命令序列可以有效减少因局部细微差别而导致最终失败的风险概率。 --- ### 总结 综上所述，为了成功解决 CMAQ 5.3.1 中 MCIP 不能正常加载来自 WRF 的输出 `.nc` 数据集这一难题，可以从四个方面入手逐一排查潜在隐患所在并采取相应措施加以修正完善即可达成目标。
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