第4章 WRF安装与编译

第四章：WRF安装与编译——从源码到可执行文件

说实话，WRF的安装编译，是很多新手的第一道坎。我记得自己第一次装WRF时，对着满屏的报错信息，差点把电脑砸了。但熬过去之后你会发现，这其实是个熟能生巧的过程。

今天我就带你一步步走通这条路。从下载源码，到配置选项，再到编译运行，每个坑我都替你踩过了。

4.1 准备工作：环境与依赖

动手之前，先确认你的Linux环境准备好了。我个人习惯用CentOS 7或Ubuntu 20.04，这两个发行版踩坑最少。

你需要安装以下基础库：

# CentOS/RHEL
sudo yum install -y gcc gcc-gfortran gcc-c++ csh perl
sudo yum install -y mpich mpich-devel
sudo yum install -y netcdf netcdf-devel netcdf-fortran netcdf-fortran-devel
sudo yum install -y libpng libpng-devel jasper jasper-devel

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install -y gcc gfortran g++ csh perl
sudo apt-get install -y mpich libmpich-dev
sudo apt-get install -y libnetcdf-dev libnetcdff-dev
sudo apt-get install -y libpng-dev libjasper-dev

⚠️ 版本匹配很重要

我曾经因为NetCDF版本不匹配，折腾了整整两天。建议NetCDF-C用4.7.4，NetCDF-Fortran用4.5.3，这两个版本在WRF 4.x下表现最稳定。

4.2 下载WRF与WPS源码

源码去哪下？官方GitHub仓库最靠谱。别去第三方网站下，我吃过亏，下到过被修改过的版本。

# 创建工作目录
mkdir -p ~/WRF
cd ~/WRF

# 下载WRF源码（以4.4版本为例）
wget https://github.com/wrf-model/WRF/archive/v4.4.tar.gz
tar -zxvf v4.4.tar.gz
mv WRF-4.4 WRF

# 下载WPS源码
wget https://github.com/wrf-model/WPS/archive/v4.4.tar.gz
tar -zxvf v4.4.tar.gz
mv WPS-4.4 WPS

💡 小技巧

如果你在GitHub下载慢，可以用镜像站。我个人习惯用中科大的镜像：https://mirrors.ustc.edu.cn/，速度能快10倍。

4.3 配置编译选项（./configure）

这是最关键的一步。说白了，就是告诉WRF你的电脑是什么配置，用什么编译器。

进入WRF目录，运行：

cd ~/WRF/WRF
./configure

你会看到一堆选项，像这样：

Please select from among the following Linux x86_64 options:

  1. (serial)   2. (smpar)   3. (dmpar)   4. (dm+sm)   GNU (gfortran/gcc)
  5. (serial)   6. (smpar)   7. (dmpar)   8. (dm+sm)   PGI (pgf90/pgcc)
  9. (serial)  10. (smpar)  11. (dmpar)  12. (dm+sm)   Intel (ifort/icc)

选哪个？我建议：

单机跑小案例：选1（serial串行）或3（dmpar并行）
多核服务器：选3（dmpar），这是最常用的并行方式
有超线程的机器：选4（dm+sm），混合并行效率更高

嗯，这里要注意：选完编译器后，系统会问你要不要嵌套。默认选1（basic）就行，除非你明确知道需要嵌套功能。

我的经验：如果你用的是GNU编译器，选34（dmpar）。为什么是34？因为选项编号会随版本变化，但GNU+dmpar的组合永远在中间偏后的位置。选完后，系统会生成一个configure.wrf文件，这里面记录了所有编译参数。

4.4 编译过程详解（./compile）

配置完，就该编译了。这一步最考验耐心。

./compile em_real >& compile.log &

为什么要加>& compile.log &？因为编译时间很长，少则30分钟，多则2小时。放后台跑，你可以去喝杯咖啡。

编译过程中，你会看到屏幕疯狂滚动。别慌，这是正常的。真正需要关注的是：

有没有出现Error：如果有，立刻停下来排查
有没有出现Warning：大部分Warning可以忽略，但如果是关于NetCDF或MPI的，要小心

编译完成后，检查一下生成的可执行文件：

ls -l main/*.exe

你应该看到：

wrf.exe —— 主程序，必须要有
real.exe —— 真实数据预处理，必须要有
ndown.exe —— 嵌套降尺度，可选
tc.exe —— 热带气旋追踪，可选

如果wrf.exe和real.exe都生成了，恭喜你，WRF编译成功！

4.5 编译WPS

WPS是WRF的预处理系统，负责把原始气象数据转换成WRF能读的格式。

cd ~/WRF/WPS
./configure

这里的选择和WRF类似。选完后，编辑configure.wps，确保：

WRF_DIR = ../WRF   # 指向你的WRF目录

然后编译：

./compile >& compile_wps.log &

编译完检查：

ls -l *.exe

你应该看到geogrid.exe、ungrib.exe、metgrid.exe这三个文件。

4.6 常见编译错误及解决方法

这部分是我最想跟你分享的。编译错误千奇百怪，但80%的问题都集中在下面几个：

错误类型	典型报错	原因	解决方法
NetCDF找不到	`Fatal Error: Can't open module file 'netcdf.mod'`	环境变量没设对	检查`NETCDF`和`NETCDFF`路径
MPI版本冲突	`mpif90: command not found`	MPI没装或路径不对	重新安装MPICH，确保`which mpif90`能找到
Fortran编译器问题	`undefined reference to '_gfortran_...'`	gfortran版本太老	升级到gcc 8.0以上
内存不足	`Killed` 或 `Segmentation fault`	编译时内存不够	加`-j 1`单线程编译，或增加swap
Jasper库缺失	`Cannot find -ljasper`	GRIB2支持库没装	安装libjasper-dev或设置`JASPERLIB`和`JASPERINC`

⚠️ 避坑指南

我曾经犯过一个低级错误：在./configure之后，直接./compile，结果报错说找不到NetCDF。后来发现，我忘了设置环境变量。记住，每次打开新终端，都要重新设置：

export NETCDF=/usr/local/netcdf
export NETCDFF=/usr/local/netcdf-fortran
export PATH=$NETCDF/bin:$PATH

4.7 验证安装是否成功

编译完别急着高兴，跑个测试验证一下：

cd ~/WRF/WRF/test/em_real
./real.exe

如果看到SUCCESS COMPLETE REAL_EM INIT，说明real.exe没问题。

再试试：

./wrf.exe

虽然会因为没有输入数据而报错，但只要看到wrf.exe开始运行并输出日志，就说明编译成功了。

我的习惯：每次编译完，我都会跑一个24小时的理想化案例。用test/em_b_wave目录下的案例，5分钟就能跑完。如果这个案例能顺利出结果，那你的WRF安装就稳了。

4.8 知识体系总览

下面这张图，帮你理清整个安装编译的脉络：

这张图把整个流程串起来了。你按这个顺序走，基本不会迷路。

4.9 写在最后

安装编译WRF，说白了就是三件事：配环境、选选项、等编译。我第一次装的时候，光NetCDF就重装了5次。但当你看到wrf.exe生成的那一刻，那种成就感，值得。

如果你在编译过程中遇到问题，别急着放弃。先看compile.log的最后几行，错误信息通常就在那里。再不行，去WRF官方论坛搜一下，99%的问题都有人遇到过。

好了，动手试试吧。记住，每个WRF用户都是从编译报错开始的。