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Focus on Air Quality

全年執行批次job.cs

Table of contents

背景

  • 標籤主題關係圖

star1

國網上執行的困難（未解決）

  1. 排序受到限制
  2. 執行檔mpirun無法啟動fabric
  3. 以下批次仍以本地工作站進行

job.cs@dev2

前期準備

  1. 解壓縮 公版模式系統包括初始、邊界條件、氣象(mcip結果)、排放量檔案(臺灣本島生物源與TEDS人為污染、東亞排放在模擬範圍之分量等3個檔案)、為分月壓縮儲存，需逐一、逐層解開。
  2. 每個月的ocean檔案：產生方式詳見runocean.sh，檔案不會辨認時間、各月可以相同，連結即可。
  3. 逐月執行dTZPP.py、準備情境排放量。詳見剔除特定位置之排放量之說明。
$ cat dTZPP.py
import netCDF4
import sys
fname=sys.argv[1]
nc = netCDF4.Dataset(fname,'r+')
V=[list(filter(lambda x:nc[x].ndim==j, [i for i in nc.variables])) for j in [1,2,3,4]]
for v in V[3]:
    nc[v][:,4,87,39]=0.
    nc[v][:,4,86,39]=0.
nc.close()

目標

腳本內容

  • 公版模式將原來USEPA提供的[run_cctm.csh][epa]腳本拆分成專案時間設定(project.config)、控制專案名稱及排放量的主程式、以及科學設定等3個部分。因此全年模擬只需更改前二者即可。
  • 專案時間設定：以mk_conf.cs及引數月份來控制
  • 主程式：以2個分開的腳本(run.cctm.03.csh_teds、run.cctm.03.csh_dTPZZ)依序執行
for m in {01..12};do
./mk_conf.cs $m
./run.cctm.03.csh_teds
./run.cctm.03.csh_dTZPP
done

mk_conf.cs

  • 每個月套用起訖日期、執行長度等等變數，來形成新的project.config 檔。
    • 引數：月份，mm=01~12
    • $nc:排放檔案名稱。因為公版模式系統將模擬日數寫在檔案名稱之中，直接讀取可免計算。
    • ./project.config_loop：執行專案起訖時間之模板，以sed進行置換（說明如下）
mm=$1
nc=$(ls /nas2/cmaq2019/download-20221018/input/2019$mm/grid03/smoke/egts_l*.ncf)
ymd=$(echo $nc|cut -d'.' -f2)
nd=$(echo $nc|cut -d'.' -f3)
HHH=$(( $nd * 24 )) 
YYYYDDD=$(ncdump -h $nc|grep SDATE|awkk 3)
BEGD=$(date -d "$ymd" +%Y-%m-%d)
ENDD=$(date -d "$ymd + ${nd}days" +%Y-%m-%d)
cp ./project.config_loop project.config
for cmd in 's/MM/'$mm'/g' 's/BEGD/'$BEGD'/g' 's/ENDD/'$ENDD'/g' 's/HHH/'$HHH'/g' 's/YYYYDDD/'$YYYYDDD'/g';do sed -ie $cmd project.config ;done

附屬檔案

project.config_loop

  • ./project.config_loop為一通用各月的模版，以sed置換其中的：
    • MM:月份，用以指定儲存目錄位置($cmaqproject)
    • YYYYDDD：起始年儒略日，起始日即為排放檔案之全域屬性SDATE。不另計算。
    • HHH：執行總時數，即為總日數 × 24
    • BEGD：$BEGD，起始年月日，起始日鑲嵌在排放檔案名稱之中、不另計算。
    • ENND：即$BEGD + ${nd}days
#!/bin/csh -f

#for total settings:
 set cmaqproject = /u01/cmaqruns/2019TZPP/output/2019-MM
 set startdate = YYYYDDD	# YYYYDDD
 set runlen    = HHH0000	# HHH0000

#for MCIP start and end time
 set MCIP_START = BEGD-00:00:00.0000  # [UTC]
 set MCIP_END   = ENDD-23:00:00.0000  # [UTC]

#for BC startdate
 set cmaqbcdate = ${startdate}

#for IC startdate
 set cmaqicdate = ${startdate}

#for CCTM 請配合 MCIP 的時間即可！
 set START_DATE   = "BEGD" 
 set END_DATE     = "ENDD"

base run script

  • 基準模擬(_teds)，原始腳本詳見run.cctm.03.csh
  • 注意事項
    1. 執行檔：適用DEV2工作站專用版本。
    2. NPCOL_NPROW及NPROCS，調整以適應工作站核心數。
    3. 背景排放檔案名稱（生物與東亞分量）：由於檔名冗長難以規則化(參見mk_emis.py)，此處乃採ls方式產生。然需保持目錄內檔案的單純性，否則將發生錯誤。
    4. 情境排放檔案(TEDS部分)：更名為cmaq.ncf及cmaq.ncf_dTZPP
$ cat run.cctm.03.csh_teds 
#!/bin/csh -f
# VBird settings
set compilerString = intel 
set mydomain    = grid03
set mympi       = yes
set sfile       = ./project.config
set sourcefile  = ./cctm.source.v5.3.1.ae7
set CMAQ_HOME   = /nas2/cmaq2019/download/model/cmaq_recommend_intelDEV2
setenv PATH /opt/mpich/mpich-3.4.2-icc/bin:/usr/bin:$PATH
setenv LD_LIBRARY_PATH ${PWD}/Libs

echo ${sfile}
source ${sfile}
set cmaqproject = ${cmaqproject}/${mydomain}

set NY = 131
set NX = 92

# VBird settings
# ===================================================================

 setenv NPCOL_NPROW "8 12"; set NPROCS   =  96
 set myjob   = TEDS

# ===================================================================
 set OUTDIR    = ${cmaqproject}/cctm.${myjob}          #> Output Directory

#> Gridded Emissions files
 set B3GTS = `ls ${cmaqproject}/smoke/b3gts*.ncf`
 set EGTS = `ls ${cmaqproject}/smoke/egts*.ncf`
 setenv N_EMIS_GR 3
 setenv GR_EMIS_001    ${B3GTS}
 setenv GR_EMIS_LAB_001  bio3taiwan
 setenv GR_EMIS_002    ${cmaqproject}/smoke/cmaq.ncf
 setenv GR_EMIS_LAB_002  basetaiwan
 setenv GR_EMIS_003    ${EGTS}
 setenv GR_EMIS_LAB_003  egtstaiwan

 echo "force11:240" > machines8

 source ${sourcefile}

dTZPP run script

$ diff run.cctm.03.csh_teds run.cctm.03.csh_dTZPP
30c30
<  set myjob   = TEDS
---
>  set myjob   = dTZPP
41c41
<  setenv GR_EMIS_002    ${cmaqproject}/smoke/cmaq.ncf
---
>  setenv GR_EMIS_002    ${cmaqproject}/smoke/cmaq.ncf_dTZPP

遠端監視執行進度

原理

  • 運用3台工作站的crontab每分鐘將最新執行成果(prog.txt)接連傳送到mac的網頁，以利掌握即時進度。
  • 更新頻率
    • 檔案傳送頻率為每分鐘
    • mac httpd檢查頻率為每小時
#report the prog of CMAQ
*/1 * * * * ls -lhrt /u01/cmaqruns/2019TZPP/output/2019-??/grid03/cctm.*/daily/CCTM_AC*|tail > ~/prog.txt;scp ~/prog.txt devp:~/mac/kuang/master_MailBox
  • 注意事項
    1. 結果檔案是儲存在dev2工作站，並不是共用的nas上，因此需保持scp能夠連線(1*)。ls與scp皆有crontab予以控制。
    2. dev2與mac的連線不良（待解決），需要將prog.txt結果複製到devp上(1*)，以利傳送到mac。
    3. 注意devp與mac的連線(2*)，有crontab定期檢查。
    4. mac上的網頁內容是root權限，必須另以crontab定期將prog.txt複製到網頁指定目錄。
    5. 注意確保mac上的httpd正常運作(3*、crontab定期檢查)。

網頁畫面結果

prog.png

流程及工作站關係圖

（如未能正常顯示，請至此處）

graph LR
    A(("ls on dev2")) --> B(prog.txt)
    B --> H(("scp to devp"))
    D(("crontab@dev2")) --> A
    D --> H
    H -- 1<sup>*</sup> --> C("master_MailBox@devp")
    E(("crontab@devp")) --> L((sshfs))
    C -- 2<sup>*</sup> --> F("master_MailBox@mac")
    L --> C
    L --> F
    F --> K((cp))
    G(("crontab@mac_root")) --> K
    K --> I(website)
    G --> J((httpd))
    J -- 3<sup>*</sup> --> I

[epa]: https://github.com/USEPA/CMAQ/tree/main/CCTM/scripts “ USEPA / CMAQ / CCTM /scripts”