CMAQ模型在Linux环境下的应用与实战指南
cmaq linux

首页 2024-12-25 04:34:54



CMAQ在Linux系统上的安装与应用 CMAQ(Community Multiscale Air Quality Modeling System)是由美国环境保护局(EPA)开发的一个先进的空气质量模型系统

    它结合了大气科学和空气质量建模的现有知识、多处理器计算技术和开源框架,以提供对臭氧、微粒、毒物和酸沉降等大气污染物的快速、技术上合理的估计

    CMAQ模型能够综合考虑排放、化学反应、云和降水的吸收以及干沉积等过程,模拟污染物浓度,为环境保护和空气质量管理提供科学依据

     一、CMAQ模型简介 CMAQ模型基于“一个大气”的理念,系统地考虑大气中所有物理过程和化学过程以及它们之间的相互影响,能够同时模拟多种污染物和污染问题,包括臭氧、细颗粒物、光化学反应、酸沉降和能见度等

    此外,CMAQ模型能够采用多层嵌套网格(外层采用分辨率较大的粗网格,内层采用分辨率较小的细网格),在保证计算机性能的基础上提高模拟的准确性

     CMAQ模型是第三代空气质量模拟系统(Models-3/CMAQ)的核心,主要分为四大模块: 1.气象-化学接口(MCIP,Meteorology-Chemistry Interface Processor):将WRF(Weather Research and Forecasting Model)的输出气象场转化成CCTM(CMAQ Chemistry-Transport Model)所需要的数据格式

     2.初始条件(ICON,Initial Conditions Processor):为模拟提供初始浓度场

     3.边界条件(BCON,Boundary Conditions Processor):为模拟提供边界浓度场

     4.化学传输(CCTM,CMAQ Chemistry-Transport Model):是CMAQ的核心,其实质是一个大气化学和运输数学模型

     二、Linux系统简介及其优势 Linux是一种自由和开放源代码的类Unix操作系统,具有许多优点,使其成为运行CMAQ模型的理想选择

     1.开放性:Linux操作系统遵守GNU规范,代码共享,易于实现系统的裁剪和客制化的开发

    这为CMAQ模型的安装和配置提供了极大的灵活性

     2.多用户:系统资源可以被不同用户以各自的权限访问使用,互不影响

    这有利于在科研团队中共享资源和数据

     3.多任务和多线程:不同任务和线程几乎同时并发地处理独立的但却内在关联的一系列事件

    这提高了计算效率,使得CMAQ模型能够在更短的时间内完成模拟任务

     4.设备独立性:Linux操作系统把所有外部设备统一当作设备文件来看待,只要安装它们的驱动程序,任何用户都可以像使用普通文件一样,操纵、使用这些设备,而不必知道它们的具体存在形式

    这为CMAQ模型的输入输出操作提供了便利

     5.丰富的网络功能:完善的内置网络是Linux的一大特点

    这有利于CMAQ模型与其他系统或数据库进行数据传输和共享

     三、CMAQ在Linux系统上的安装步骤 在Linux系统上安装CMAQ模型需要遵循一定的步骤,包括预装基础环境、下载所需安装包、编译安装依赖库和CMAQ源代码等

     1.预装基础环境 在安装CMAQ之前,需要预装一些基础环境,如编译器、MPI并行环境等

    可以使用YUM源来简化安装过程

    例如,在CentOS系统上,可以使用以下命令来安装GCC编译器、GFortran编译器、GCC-C++编译器和OpenMPI并行环境: bash yum install gcc.x86_64 -y yum install gcc-gfortran.x86_64 -y yum install gcc-c++.x86_64 yum install openmpi.x86_64 -y 2.下载所需安装包 接下来,需要从相关网站上下载CMAQ模型的源代码和所需的依赖库

    这些依赖

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