【华为云技术分享】气象模拟WRF容器化操作实践

【摘要】 WRF全称Weather Research and Forecasting Model, 是一个天气研究与预报模型的软件。咱们使用Docker容器化的方式走一个，方便使用。

1      WRF介绍

WRF全称Weather Research and Forecasting Model, 是一个天气研究与预报模型，可以用来进行精细尺度的天气模拟与预报。参考：https://xg1990.com/blog/archives/190

但是这个软件的安装比较复杂，要包含WPS和WRF两大模块，其中WPS又包含geogrid，ungrib，metgrid三小步骤，并且还有一大堆的依赖包，贼麻烦。所以使用Docker轻量级容器来确保软件使用环境的一致性，是个非常不做的方式。一旦做好镜像，随处可以运行wrf，这一点可以从WRF官方GitHub网站上也可以看出来，他们自己就提供了容器化操作的详细指导。https://github.com/NCAR/WRF_DOCKER/blob/master/README_tutorial.md

2      安装Docker软件

要跑docker容器，得先安装docker软件。我这里使用Ubuntu 18.04为例（其他的网上随便一搜一大堆）：

[code]apt install docker.io

然后可以敲：

[code]docker ps

确定docker安装好了

3      安装&启动WRF容器

整体还是参考wrf仓库指导：

https://github.com/NCAR/WRF_DOCKER/blob/master/README_tutorial.md

（这个里面的Dockerfile编译会失败，有issue跟踪）

和

https://github.com/davegill/wrf-coop

（主要是参考这个，不过跟上面那个仓库都是同一个作者）

3.1      下载包含依赖包的基础镜像

本应该按照它的第一部分Dockerfile-first_part构建基础镜像。

不过作者做了一个现成的，咱们就偷懒，直接下载了：https://hub.docker.com/r/davegill/wrf-coop/tags

[code]docker pull davegill/wrf-coop:eighthtry

这样咱们就有了这个名叫：davegill/wrf-coop，版本是：eighthtry 的镜像了。

可以通过：

[code]docker images

命令查看

3.2      打包wrf镜像

然后咱们用这个基础镜像，打包一个包含wrf的最终目标镜像。

Ps：这里作者也说了，分成基础镜像+wrf软件，是为了可以方便一些。不至于wrf软件稍微更新一下，就得所有东西全部打包（不然时间会比较久）。有了基础镜像，后面有变化只需要更新第二部分就行了。

根据：https://github.com/davegill/wrf-coop 的描述

基础镜像，就是Dockerfile-first_part那个，这个咱们偷懒，已经直接下载了现成的。所以现在咱们开始搞Dockerfile-second_part。

下载那个Dockerfile-second_part文件，运行以下命令：

[code]cp Dockerfile-second_part Dockerfile

docker build -t wrftest .

这时就会打包好一个 wrftest的目标镜像。

可以通过

[code]docker images

命令查看。

3.3      编译wrf

启动一个刚才打包好的wrf镜像，并进入到容器内部。

[code]docker run -it --name test_001 wrftest

这样就进入到一个容器里面了。

执行编译命令：

[code]./script.csh BUILD CLEAN 34 1 em_real -d J=-j@3

成功后，我们就可以开始执行wrf的功能了~

3.4      执行WRF测试用例

在上一步的编译成功后，咱们跑一跑它自带的测试用例：

[code]./script.csh RUN em_real 34 em_real 01 NP=3 ; set OK = $status ; echo $OK for test 01

运行没问题。

实际执行的应该是：

即：

[code]mpirun -np 3 -oversubscribe real.exe

类似这种命令，具体含义，相信你应该比我熟了。（我们搞容器的，不怎么关系容器里面跑的软件长什么样。跟搞操作系统的，应该对所有app一视同仁一个道理）

详细内容，可以看一下：./script.csh 这个脚本，里面包装了一些脚本参数。

3.5      挂载外部存储卷，到WRF容器内

根据Docker容器的功能，用户可以把外部的共享存储，挂载到容器里面去（跟nfs挂载

类似）。如果能借助Kubernetes就更厉害了，可以挂载更多的共享存储类型。

可以参考这个https://github.com/NCAR/WRF_DOCKER/blob/master/README_tutorial.md#example-2 。

使用docker的 -v 参数可以把主机的目录，挂载到容器里面去。那么WRF的输入数据，输出结果啊，都可以直接读写到这个挂载的共享目录里面。

作者：华为云享专家 tsjsdbd

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