[ROMS海洋模式贴心教程1]从源码到运行的流程综述

H~~~ello！我是热爱海洋的Marine！

总算来更新Regional Ocean Modeling System（ROMS）模式相关的东西了！

这一篇仅仅是给大家过一遍ROMS模式的配置与运行流程，有小细节但只有一点点；更为详细的ROMS教程我会在后面分期分主题给大家带来自己的体会、技巧和心得，大家敬请期待吧！

也希望大家能够触类旁通举一反三哈，以后在使用LICOM、MITgcm、HYCOM等等其他基于Fortran底层的模式，整个流程都是非常相似的，把握使用的主线就不至于无从下手。

1.ROMS源码

ROMS模式源码的获取需注册账户并通过SVN方式（或者通过GIT，个人没尝试过）获得，网址：

， 注册成功后通过SVN软件（例如：TortoiseSVN）获取最新或指定版本的源码。

注意：源码一定直接放到Linux环境里，如果从windows上传到Linux，会出现格式不同导致后续运行时报错（一般是报MPI communication error）。

2.编译文件（build.sh/bash）

因为我一直使用超算跑模式，图片为超算配置的例子。个人电脑安装虚拟机以及各种库，可以百度一下有很多的例子。如果大家需要的话，我也可以整理一下单独出一篇文章，因为这一步骤真的容易卡住。

编译前需要指定编译器、MPI环境、NetCDF库、HDF5库（四个最基本的库）等创建编译环境，一定一定一定使用同种同版本的编译器进行编译、安装各种库（例如intel compiler 2017.5.239我最常用也是最稳定的版本），否则编译即使通过，运行也会报MPI的error（个人遇到是buffer size相关）。

图 1. 编译开始之前配置编译环境的两个例子，根据超算的情况来配置，一般module更普遍。环境配置命令写在.bashrc文件中（在根目录下vi .bashrc修改后source ~/.bashrc执行）。

ROMS编译一般使用源码路径/ROMS/Bin/内的build_roms.sh(.bash)文件，需指定源码路径、头文件（.h）路径以及项目路径等路径项，同时需选择MPI环境、是否使用Netcdf-4、是否并行HDF库等选择项，主要更改的地方见图2所示。

旧版ROMS支持MPICH、MPICH2、OPENMPI三种，新版build文件也支持IntelMPI和mvapich2了！！！（目前常用884版本支持前三种，1034已经支持mvapich2，最新的1087也已经支持IntelMPI，再也不用和工程师对线，要求安装各种MPI了）；在build.bash中一般也需要用export指定netcdf库的路径以及mpi库的路径（主要是不指定经常报错，多加几行命令也省心）。其他更详细的build文件介绍，参照：

图 2 build文件内编译选项，如果计算速度很慢，可以考虑换一种mpi或者把parallel关掉试一下。

3.头文件（.h）

头文件内包括了定义特定应用程序的所有C预处理选项，包括动量方程选项、垂向混合选项（KPP，GLS，MY2.5）、示踪粒子选项、是否加入潮汐作用，耦合海浪SWAN、生态CoNiSE其他模块等等等等诸多控制选项。.h文件是模式控制的灵魂，我一般都是沿用亲爱的导师的配置，具体需要的一些通用配置以及各种混合方案以后单独拎出来讲。详细的头文件选项内容可参考（非常，非常，非常多）：

需要注意的是，头文件的命名要与build文件内的application名称一致。

图 3. build与.h名称一致一致一致！

完成build文件与.h文件修改后，即可执行编译，编译成功后生成Build文件夹以及oceanM或romsM文件（一般大小5~10MB，没见过太大的，oceanM太小了很可能有问题）。

4.输入参数文件（.in）

.in文件设置许多无需重新编译即可更改的参数值、边界条件的选择、指定输入文件路径、指定输出变量以及输出路径；一般选择源码路径/ROMS/External/内的.in文件进行更改（我都是用http://upwelling.in进行更改）。详细的.in文件内容可参照.in文件后面针对各项参数、输入输出文件的解释说明（ROMS注释算是很清楚、贴心了）。

后续考虑会出一篇专门针对.in文件参数的中文解释的文章，供大家查阅参考。

5.输入输出文件（.nc）

ROMS输入文件一般采用NetCDF格式，官方提供了Matlab工具包来制作各种输入文件，可以通过SVN网址

获得（RNT和AGRIF的工具包下载了，但完全没用过）。前处理文件目前还有Pyroms工具包，习惯python的同学可以尝试使用，网址：

输入文件图4包括格点文件、初始场、开边界场、气候态文件、河流场、潮汐场（最新的1087版本ROMS官方更新加入了天文潮！！！普天同庆）、强迫场（净水通量、净热通量、SST、SSS、风应力），这些都是我最经常输入和更改的文件。可输出多种文件种类（见图5）。具体官方matlab工具包的使用，我现在也没有系统的掌握，只参考其中的一部分写到自己的script里，后续我自行掌握完整配一套模式的过程后，再来系统的给大家讲一下工具包的使用以及文件制作的详细事宜。

图 4 输入文件在.in文件中位置，以及对应文件名称图 5 ROMS输出文件种类（一般用AVG结果分析，HIS可以作为初始场，DIA是动量诊断文件）

5.运行

修改完成.in文件后，模式就可以进入运行阶段。以“天河二号”超算平台为例：使用

./yhrun -N 1 -n 64 ./oceanM ./http://upwelling.in命令运行，使用tail -f slurm-任务号.out 命令查看运行状态，成功界面如图6。

图 5 模式成功运行界面

后记

大家刚开始入门，WikiROMS是很好的查阅材料（虽然有些页面内容有缺失）

如果遇到问题，可以去ROMS官方的FAQ里查看前人的问题帖子以及arango、kate等大佬的解决方案（最近有一个读取变量时间的问题就是阅读FAQ解决的，很赞）

ROMS模式整体的使用大致流程就是这样，我也仅仅入门模式满打满算两年时间，期间上课、阅读文献知识积累占用很多的时间，基本很难有做项目以外的时间去碰ROMS其他的东西，更多的是沿用课题组里的配置做一些细微的改动，这也导致我现在停留在“能用”的这个阶段，距离“会用”还有很长的路要走。

知乎文章，首先我要做到自己有自信说会了弄懂了，同时有空闲的时间，才会慢慢的更新，所以会比较慢。下一期就先更新一下我搜集的驱动模式的一些常用数据集。

大家有问题可以直接知乎私信，我每天晚上都会看，能解答就帮助解答；有想要长期交流物理海洋或者模式问题的同学可以加我Q：1097457464（qq可能一个周上几次，没通过好友可以知乎私信告知），已经有同学来和我交流，能将经验第一时间交流给他们，也能发现自己存在的盲区，还是不错的。

希望我记录自己科研成长的文章能够帮到大家，我们共同进步！