（新手向）CMAQ5.0.2从安装到CCTM运行完成的过程记录

HarryChang

本人小白，也不是这个专业的，从今年五月份开始接触，断断续续的做这方面的工作，到现在才完整运行完自己的数据，这个过程实在是太痛苦了，一方面不是相关专业的，另一方面没有人带，完全自己瞎摸索，踩了无数坑。到目前用的清单还是假数据，不知道接下来还会遇到多少问题。

希望写这个记录能够让其他刚接触CMAQ的同学少走弯路吧，另一方面也免得我自己将来可能会遇到重新配环境的情况，记录一下。

一、感谢

非常感谢论坛各位前辈的答疑解惑，以及各位刚入门的小伙伴的讨论，另外尤其要感谢ISAT工具和北京劳保所王老师，让我成功绕开了SMOKE这个大坑。还要感谢所有安装教程，CMAQ的官方教程就是一坨**，全是坑，有的F文件源码也有错误，还是看别人的教程比较靠谱，相比之下WRF的官方教程就比较靠谱了。

WRF的安装参考的官网安装教程：

http://www2.mmm.ucar.edu/wrf/OnLineTutorial/compilation_tutorial.php#TOP

这个教程写的比较详细，并且附了各种库文件和测试文件的下载链接。

CMAQ5.0.2的安装参考的下面两个链接：

http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=viewthread&tid=69261

https://blog.csdn.net/oZuoYu123/article/details/90285971

后者也是参考了前者，写的更详细一些，但也有不少坑，装的时候自己要多注意。

二、环境搭建

首先说一下我自己的环境。

系统：centos7，Linux x86_64gcc

编译器：GNU Fortran

虚机内存：8G

CMAQ版本：5.0.2

MCIP版本：4.2

WRF版本：3.6.1

SMOKE版本：没有使用SMOKE

其他库版本：

WRF方面：

Zlib-1.2.7

Mpich-3.0.4

Netcdf-4.1.3

Jasper-1.900.1

Libpng-1.2.50

CMAQ方面：

Zlib-1.2.8

Hdf5-1.8.13

Netcdf-c -4.3.2

Netcdf-c++ -4.3.0

Netcdf-fortran -4.4.0

Mpich-3.3

Ioapi-3.2

Blas

Lapach-3.4.2

关于环境的搭建，建议把WRF和CMAQ分别放在两个路径下，指定位置的时候比较方便，也避免出现混乱的情况。

然后要着重说一下版本的选择和各软件之间兼容性的问题，前期被这个坑惨了。

首先是CMAQ的版本选择，目前常用的稳定版本是5.0.2 和5.2两个，我一开始其实也是想用5.2的，因为5.0.2和高版本wrf的兼容方面会遇到一点问题，于是按照git上的官方教程开始编译5.2，结果到了CCTM的时候怎么编译也通不过，各种错误，填一个坑马上又出一个新坑，由于缺少其他可以参考的教程（5.0.2版本就有上面提到的两个教程，非常感谢作者的总结），只好放弃5.2了，换5.0.2使用，后面WRF的选择也就得为5.0.2的CMAQ服务了。

如果你成功编译了5.2版本的CMAQ那么恭喜，可能会少踩很多坑。

WRF就更坑了，它更新的太快了，现在都更新到4.几了，最开始不懂，直接装了4.0，结果和CMAQ不兼容，于是就各种换，现在机器上有3.6.1，3.7.1，3.9.1，4.0四个版本的WRF。

如果你是5.2版本的CMAQ，可以用3.9.1及之前版本的WRF；如果你是5.0.2版本的CMAQ，可以用3.6.1及之前版本的WRF；4.0之后的版本目前先不要碰吧。

因为3.7之后的WRF换了地形数据，导致CMAQ5.0.2的MCIP4.2识别不了那种数据，解决这个问题也可以单独编译一个5.2版本带的MCIP4.3来与WRF对接，剩下的还是用5.0.2。

三、WRF数据准备

       WRF是整个模式的第一个环节，因为不管是清单的制作还是污染物传输的计算都需要用到气象场。WRF数据分为两个方面，静态的地形数据和实时的气象数据。

       静态地形数据只需要下载一次即可，WRFV3的地形数据下载地址（注意不要下载成了4.0的数据）：

http://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/download/get_sources_wps_geog_V3.html

实时的气象数据是来自于其他模型发布的预测数据，常用的主要是GFS数据和FNL数据等，由于不是气象专业的，目前对这方面了解也不多，我目前用的数据是NCEP Final Analysis (GFS-FNL)，也就是下面网页中的第二个。（考虑到这个数据集比较小，占用的空间小）

官网给出的数据链接：http://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/download/free_data.html

转入这个页面之后需要注册，注册之后就可以下载了。

注意，由于GFS在2019年6月12日升级了，所以在这个日期之后的数据进行metgrid的时候会出现问题，解决方法可参考：

http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=viewthread&tid=91217&highlight=FV3%BA%CB%D0%C4GFS%C9%FD%BC%B6%BA%F3metgrid%B4%ED%CE%F3%B5%C4%CE%CA%CC%E2%BD%E2%BE%F6

至于WRF的运行，按照用户手册的指导按部就班的来就好，报错之后在论坛搜具体的错误基本能够解决，讨论WRF的帖子还是比较多的。

四、排放清单制作

       排放清单的制作是非常麻烦的，之前也研究了一段时间的SMOKE，后来还是因为有报错问题解决不了，而且讨论SMOKE的帖子实在是太少了，就放弃了，换成使用ISAT工具处理排放清单的问题。目前排放清单做的还是漏洞百出，接下来还需要继续这方面的工作。

ISAT的介绍：

http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=viewthread&tid=56653&highlight=ISAT

使用ISAT主要可以分为下面几个步骤：

1.空间分配因子的计算；

2.排放量核算；

3.制作CMAQ可用的nc文件。

五、CMAQ程序运行

       我把CMAQ的执行可以理解为两个阶段，CCTM和CCTM之前的阶段，可以理解为CCTM之前的所有过程都是在为CCTM做数据准备，包括WRF和SMOKE。

在CCTM开始之前，M3DATA路径下的文件夹应该是这样的：

bcon

cctm

emis

icon

jproc

mcip

ocean

raw

至于扬尘、生物排放、闪电什么的，对我来说太复杂了，就暂时没有考虑它们。

除了cctm是输出文件夹，其他的都是输入文件。

Raw：直接从官方的demo数据中copy过来即可。

       Jproc：产生晴空光解速率查找表，如果编译CCTM时ModPhot设置为phot_inline，则不需要这个文件。这一步比较简单，一般也不会报错。

       Mcip：气象化学接口，这是CMAQ按时间顺序最先接触的，紧随WRF，其生成的网格描述文件GRIDDESC是ICON，BCON，OCEAN和排放清单制作（无论是SMOKE还是ISAT）的输入文件。

       Ocean：海盐文件，这个论坛里讨论的比较少，可参考

https://github.com/USEPA/CMAQ/blob/5.2.1/DOCS/Tutorials/CMAQ_OceanFile.md

       由于我模拟的区域内没有海，所以直接用m3fake做了零海盐，比较省事儿了。

       Emis ：排放文件，这个是最复杂的了。目前还没有做好，暂时用的假数据（也不能说是假的，计算空间分配因子的时候只用了线数据分配）。

把上面这些都数据都准备好了之后就可以执行cctm了，不出意外的话，肯定会报一堆错误。

好了，我要继续学习怎么用ncl，还有怎么制作清单了。如果遇到什么问题的话，欢迎在下面留言讨论，我百分之八十的问题都……解决不了，但是总会有人能解决吧。希望此贴能帮到正在艰难入门的小伙伴们。如果有什么地方写错了，还希望各位高手能够指正，免得由于我的疏忽误导了别人。

默听泉

哈哈哈收藏收藏

阿三

棒！继续加油！

小小气象预报员

很棒啊~~虽然没有详细的教程，不过讲得这些可以很好把逻辑理清楚，避免采坑。{:eb502:}

spectator~

请问楼主有没有CMAQv5.0.2的benchmark input data安装包，我这边只有CMAQv5.0.2.Apr2014.tar.gz的安装包，里面有models和scripts的文件夹，这样可以安装，调试CMAQ吗？

arch_bloom

论坛里像楼主这样无私分享的人不多啦！赞一个！

jhin.sun

厉害了 常博士

HarryChang

jhin.sun 发表于 2019-12-5 09:19
厉害了 常博士

孙工谬赞

251848759

牛呀，我刚学会部署好环境 CMAQ / WRF / NCL 一堆配置 编译成功。CMAQ就比较麻烦

Rainzmh

楼主，求交流