第三章：Linux基础与环境搭建
说实话，很多刚接触WRF的朋友，第一道坎不是模式本身，而是Linux环境。我见过太多人，模型参数调得头头是道，结果连个文件权限都搞不定，最后跑不起来干着急。这一章，咱们就把这些基础活儿捋清楚。
3.1 为什么非得用Linux？
你可能会问：我Windows用得好好的，干嘛要折腾Linux？
原因很简单——WRF是跑在Linux上的。这不是谁故意为难你，而是WRF的并行计算、文件I/O、内存管理，都跟Linux内核深度绑定。我当年第一次在Windows上装Cygwin跑WRF，折腾了三天，最后发现性能差了将近一半。嗯，从那以后我再也没在Windows上跑过WRF。
说白了，Linux就是WRF的「原生土壤」。你非要在Windows上跑，也不是不行，但你会遇到各种莫名其妙的问题。我个人建议：直接装个双系统或者用虚拟机，省心。
3.2 Linux常用命令——够用就行
你不需要成为Linux高手，但下面这些命令，你得闭着眼睛都能敲出来。
3.2.1 文件操作
文件操作是日常最频繁的。我习惯把WRF的输入数据、输出结果、代码分开存放，这样找东西方便。
# 查看当前目录
pwd
# 列出文件（-l 显示详细信息，-h 人性化显示大小）
ls -lh
# 切换目录
cd /home/user/WRF
# 创建目录（-p 可以创建多级目录）
mkdir -p WRF/input WRF/output
# 复制文件
cp namelist.input namelist.input.bak
# 移动/重命名
mv wrfout_d01.nc wrfout_d01_old.nc
# 删除文件（-r 递归删除目录）
rm -rf temp_dir
# 查看文件内容（前10行）
head -n 10 namelist.input
# 查看文件内容（后10行）
tail -n 10 rsl.out.0000
3.2.2 权限管理
权限问题，是新手最容易踩的坑。你辛辛苦苦编译好的WRF，一运行提示「Permission denied」，那种感觉……我懂。
# 查看文件权限
ls -l
# 修改权限（chmod）
chmod 755 run_wrf.sh # 给所有者读写执行，其他人读和执行
# 修改所有者（chown）
sudo chown user:user WRF/
# 递归修改目录权限
chmod -R 755 WRF/
3.2.3 进程管理
WRF跑起来之后，你怎么知道它还在不在跑？有没有卡住？这时候进程管理就派上用场了。
# 查看进程
ps aux | grep wrf
# 动态监控（像Windows的任务管理器）
top
# 更友好的监控
htop
# 杀掉进程（-9 强制杀死）
kill -9 12345
# 后台运行（& 表示后台）
./wrf.exe &
# 即使退出终端也不中断（nohup）
nohup ./wrf.exe &
我个人习惯用nohup跑长时间的任务。有一次跑一个72小时的预报，结果晚上回家电脑休眠了……从那以后，我所有长时间任务都用nohup。
3.3 WRF依赖库安装——最磨人的一步
嗯，这里我要说实话：安装依赖库，是WRF入门最磨人的一步。没有之一。我当年装netCDF就折腾了两天，最后发现是版本不匹配。
3.3.1 需要哪些库？
| 库名 | 作用 | 版本建议 |
|---|---|---|
| gcc/g++ | C/C++编译器 | ≥ 4.8.5 |
| gfortran | Fortran编译器（WRF主要用这个） | ≥ 4.8.5 |
| netCDF-C | 读写NetCDF格式数据 | 4.7.4 |
| netCDF-Fortran | Fortran接口的netCDF | 4.5.3 |
| MPI（如OpenMPI） | 并行计算 | 4.0.x |
| zlib | 压缩库 | 1.2.11 |
| HDF5 | 大数据存储格式 | 1.10.6 |
| libpng | PNG图片支持 | 1.6.37 |
| jasper | JPEG2000支持 | 1.900.1 |
3.3.2 安装顺序很重要
为什么说顺序重要？因为netCDF-Fortran依赖netCDF-C，HDF5又依赖zlib。装反了，编译就会报错。我建议按这个顺序来：
- zlib → HDF5 → netCDF-C → netCDF-Fortran
- libpng → jasper（这两个是给WPS用的）
- MPI（可以单独装，不依赖其他库）
3.3.3 环境变量配置
装完库之后，最关键的一步：告诉系统这些库在哪。不然你编译WRF的时候，它会一脸懵逼地说「找不到netCDF」。
# 编辑.bashrc（或者.bash_profile）
vi ~/.bashrc
# 添加以下内容（路径根据你的实际情况修改）
export DIR=/home/user/WRF_LIBRARIES
export CC=gcc
export CXX=g++
export FC=gfortran
export FCFLAGS=-m64
export F77=gfortran
export FFLAGS=-m64
# netCDF
export NETCDF=$DIR/netcdf
export PATH=$NETCDF/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=$NETCDF/lib:$LD_LIBRARY_PATH
# MPI
export PATH=$DIR/mpich/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=$DIR/mpich/lib:$LD_LIBRARY_PATH
# 生效
source ~/.bashrc
echo $NETCDF确认路径对不对。
3.4 验证安装是否成功
装完别急着跑WRF，先验证一下库能不能用。我习惯写个简单的Fortran程序测试：
! test_netcdf.f90
program test
use netcdf
implicit none
print *, "netCDF version: ", nf90_inq_libvers()
print *, "netCDF works!"
end program test
# 编译
gfortran test_netcdf.f90 -o test_netcdf -I$NETCDF/include -L$NETCDF/lib -lnetcdff
# 运行
./test_netcdf
如果输出「netCDF works!」，恭喜你，环境搭好了。如果报错……别慌，八成是路径问题，检查一下环境变量。
3.5 本章知识体系
下面这张图，帮你理清这一章的核心逻辑：
这一章的内容，说白了就是三件事：学会用Linux、装好依赖库、配好环境变量。这三件事做好了，后面编译WRF就是水到渠成的事。
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