利用GrADS读取NCEP再分析资料格点数据

收稿日期:2004-08-30

第一作者简介:方庆文(1966-),男,高工,副局长,主要从事行政管理工作。

文章编号:1003-6598(2004)05-0034-03

利用GrADS 读取NCEP 再分析资料格点数据

方庆文1,潘永地2,郑锋3,李波3

(11贵州省铜仁地区气象局,贵州铜仁　554300;21浙江省温州市气象局,浙江温

州　325003;31贵州省气象台,贵州贵阳　550002)

摘　要:简单介绍了美国国家环境预报中心(NCEP )和美国国家大气研究中心(NCAR )的再分析资料,

简明阐述了GrADS 软件的获得、安装、使用,讨论了读取输出NCEP 资料的gs 程序编写,从而为广大基层台站利用NCEP 再分析资料进行研究应用提供参考。

关键词:NCEP ;资料读取;输出 中图分类号:TP319　文献标识码:C

1　引言

在基层台站的气象研究、气象实际业务应用中常常将气象台站的历史资料仅仅作为资料来源,随着研究的深入,数值预报技术的发展,越来越多的研究需要丰富的格点资料支持。NCEP/NCAR 再分析资料内容丰富,资料年限包含1948年到现在,成为目前气象研究、业务应用的重要数据来源。这些资料可以由许多图形软件输出图形,也可以通过Portran 、IDL 等编程实现,但需要Netcdf 库的支持和较高的编程水平。如何使硬件设备、软件人才配备不足的基层台站方便地利用NCEP/NCAR 再分析资料解决一些实际问题呢?本文针对这一情况阐述如何用可免费得到的GrADS 软件编写读取输出NCEP 资料的gs 程序。

2　NCEP/NCAR 再分析资料介绍

美国国家环境预报中心(NCEP )和美国国家大气研究中心(NCAR )对全球从1948

年到现在的气象资料进行再分析形成格点资料。这些资料对外公开,成为广大气象研究者的重要数据来源。在美国国家环境预报中心网站(https://www.sodocs.net/doc/5010415867.html, )上的搜索栏(Search )中输入ncep ncar 点击GO 按纽,即进入再分析资料的下载地址。在此可以下载到各种资料,包括17层的基本要素场、物理量场以及大气上行、下行辐射、太阳辐射、感热、潜热、云况、对流层顶的气温、气压等。

NCEP/NCAR 再分析资料采用网上通

用数据格式(Network Common Data For 2mat )。它的文件名一般分为3部分:变量.意名.后缀。例如air.mon.mean.nc ,其中air 是文件中的空气温度,以变量air 表示;mon.mean 是具有代表意义的名字,nc 是Netcdf

的后缀。Netcdf 是一种自描述文件,其中包含了对本身数据的描述,这为数据的使用提供了方便。

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43?2004年第5期 贵　州　气　象 第28卷

3　利用GrADS分析NCEP再分析资料

3.1　GrADS简介

GrADS是目前气象界广泛使用的一种数据处理和显示软件系统。它适用于UN IX 工作站、Crayunicos巨型机、PC机。该软件通过其集成环境对气象数据进行读取、加工、图形显示和打印输出,所有数据在GrADS中视为纬度、经度、层次、时间的4维场。数据资料可以是格点资料,也可以是站点资料;数据格式可以是无格式二进制,也可以是GRIB码或Netcdf。GrADS提供了一种解释型描述语言,从而可以进行高级功能的开发。

3.2　GrADS的安装

GrADS现在已有WINDOWS版本,并且不需XSERV ER的环境。在GRADS. IGES.OR G/GRADS/DOWNLOAD.HTML 上点击Xwin32e就可以下载到GrADS软件grads- 1.8slll-win32e.exe,直接运行该程序,按指示就可以完成安装。

安装后在开始/程序/Win32e GrADS/下看到有Grads、GradsC、GradsDODS、Grad2 sHDF、GradsNc、gv32等运行程序。其中GradsNc是针对Netcdf格式数据的应用程序。

3.3　利用GrADS对NCEP的Netcdf数据

分析

在运行GradsNc后进入GrADS的Netcdf环境,可以使用sdfopen直接打开Netcdf文件,而不需要描述文件。打开文件后可以进行维数环境的设置、各种变量和各种物理量的图形输出。

气象研究不仅需要资料的图形输出,更需要对格点资料数据的计算,分析设计格点数据的读取输出程序。所以,本文着重介绍利用GrADS编写gs描述语言程序。进行Netcdf格式数据的读出并生成研究应用中需要的格式如下:

Gnetcdf.gs

′sdfopen e:\temp\air.nmcmms.nc’

用sdfopen打开air.nmcmms.nc′

文件

lonstart=0　设置起始经度

lonstartold=lonstart　设置起始经度保存变量

lonend=360　设置终止经度

lonstep=2.5　设置经度格距

latstart=90　设置起始纬度

latstartold=latstart　设置起始纬度保存变量

latend=-91　设置终止纬度,这里设为-91是因为下面程序中的循环判断用小于,所以实际上终止纬度是-90

latstep=-2.5　设置纬度格距

levstart=0　设胃起始层

levend=l　设置终止层

levstep=1　设置层循环步幅

levstartold=levstart　设置起始层保存变量

tstart=1　设置起始时间

tend=13　设置终止时间

tstep=1　设置时间循环步幅

tstartold=tstart　设置起始时间保存变量

bb=’lon:′　设置输出格点资料时的经度刻度

while lonstart

bb=bb%lonstart%′′,　生成输出格点资料时的经度刻度字符串

lonstart=lonstart+lonstep　循环变量值增加一个步幅

endwhile　经度循环结束

ddt=write(,e:\temp\ a.a’,bb,ap2 pend)　将经度刻度字符串写入输出文件lonstart=lonstartold　复置起始经度

?

5

3

?

2004年5期 方庆文,等:利用GrADS读取NCEP再分析资料格点数据 第28卷

whiletstart

while latstart >latend 纬度循环bb =latstart %’:′　设置输出资料的纬

度标志

lonstart =lonstartold 复置起始经度while lonstart <360　经度循环′set lon ′lonstart 设置经向维′set lat ′latstart 设置纬向维

′set lev ′levstart 设置层维′set t ′tstart 设置时间维′d air ′　显示air 变量

btemp =subwrd (result ,4)　从结果变量result 中取出设定的lon ,lat ,Lev ,t 上的格点数据

bb =bb %btemp %′′,　生成某层某时一个纬度上的各格点数据输出字符串

lonstart =lonstart +2.5　循环变量值增加一个步幅

endwhile 结束经向循环ddt =write (′e :\temp \output.txt ’,bb ,append )　将某层某时一个纬度上的各格

点数据输出到output.txt 中

latstart =latstart +latstep 循环变量值

增加一个步幅

endwhile 结束纬向循环levstart =levstart +levstep 循环变量值增加一个步幅

endwhile 结束层循环

tstart =tstart +tstep 循环变量值增加

一个步幅

endwhile 结束时间循环′close e :\temp \air ,nmcmms.nc ′　关闭ncep 资料文件

该程序中的文件名、路径应根据实际情况进行改变,纬度、经度、时间、层数等根据具体需要进行改变,可以完成对指定区域、指定时段、指定层的数据读取。还可以改变输出变量的输出顺序或者使用GrADS 中其它函数改变输出文件的格式。

4　结语

利用GrADS 软件不仅可以方便地对

NCEP/NCAR 进行加工、分析,输出质感好的精致图形,还可以通过简单的gs 程序将NCEP/NCAR 按照自己需要的格式输出,从而满足气象研究、数值预报业务的要求。

参考文献

[1]　张洪.GRADS 气象图形使用方法[M ].1995.[2]　罗坚,等.基于统计模型的气象数据无损压缩

新方法[J ].地球科学进展,2003,18(4).

[3]　魏丽,李栋梁,等.NCEP/NCAR 再分析资料在

青藏铁路沿线气候变化研究中的适用性[J ].高原气象.2003,22(5)1

(上接第22页)

参考文献

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社.

[2]　冯定原.农业气象预报和情报方法[M ].北京:

气象出版社.

[3]　吴俊铭.贵州稻作气候研究[M ].贵阳:贵州

科技出版社,1998.

[4]　铜仁地区气象志.贵州人民出版社,1994.

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63?2004年第5期 贵　州　气　象 第28卷

NCEP中FNL全球分析资料的解码及其图形显示

NCEP FNL全球分析资料的解码及其图形显示 作者：邓伟， 陈海波， 马振升， 田宏伟， 张永涛， 申占营， Deng Wei， Chen Haibo， Ma Zhensheng， Tian Hongwei， Zhang Yongtao， Shen Zhanying 作者单位：邓伟,陈海波,田宏伟,申占营,Deng Wei,Chen Haibo,Tian Hongwei,Shen Zhanying(河南省气象科学研究所,郑州,450003;中国气象局农业气象保障与应用技术重点开放实验室,郑州 ,450003)， 马振升,Ma Zhensheng(河南省气象培训中心,郑州,450003)， 张永涛,Zhang Yongtao(河南省气象局,郑州,450003) 刊名： 气象与环境科学 英文刊名：METEOROLOGICAL AND ENVIRONMENTAL SCIENCES 年，卷(期)：2009,32(3) 参考文献(14条) 1.徐影;丁一汇;赵宗慈美国NCEP/NCAR近50年全球再分析资料在我国气候变化研究中可信度的初步分析[期刊论文] -应用气象学报 2001(03) 2.苏志侠;吕世华;罗四维美国NCEP/NCAR 40年全球再分析资料及其初步分析[期刊论文]-高原气象 1999(02) 3.赵天宝;艾丽坤;冯锦明NCEP再分析资料和中国站点观测资料的分析和比较[期刊论文]-气候与环境研究 2004(02) 4.苏爱芳;周毓荃;吴蓁一次典型降水层状云的结构特征和增雨潜势分析[期刊论文]-气象与环境科学 2007(01) 5.李戈;寿绍文;张广周2006年4月11～12日平顶山市沙尘天气中尺度动力机制分析[期刊论文]-气象与环境科学2007(01) 6.郑永光;张春喜;陈炯用NCEP资料分析华北暖季对流性天气的气候背景[期刊论文]-北京大学学报(自然科学版) 2007(05) 7.闫小利;余锦华;刘谦河南省一次强寒潮天气诊断分析[期刊论文]-气象与环境科学 2008(01) 8.闫淑莲;周淑玲;刘澈山东半岛一次区域性暴雪天气过程分析[期刊论文]-气象与环境科学 2007(zk) 9.鲁坦;乔春贵;谷秀杰河南省一次区域暴雪和雾凇天气分析[期刊论文]-气象与环境科学 2007(zk) 10.张广周;李戈;白家惠不同高度急流耦合在2007年7月中旬河南省区域暴雨中的作用[期刊论文]-气象与环境科学 2008(02) 11.王君;康雯瑛;张霞一次台风倒槽暴雨过程的螺旋度分析[期刊论文]-气象与环境科学 2008(02) 12.王金兰;寿绍文;刘泽军河南省一次大雾的数值模拟及生消机制分析[期刊论文]-气象与环境科学 2008(01) 13.周青;赵凤生;高文华NCEP/NCAR逐时分析与中国实测地表温度和地面气温对比分析[期刊论文]-气象 2008(02) 14.施晓辉;徐祥德;谢立安NCEP/NCAR再分析风速、表面气温距平在中国区域气候变化研究中的可信度分析[期刊论文]-气象学报 2006(06) 本文链接：https://www.sodocs.net/doc/5010415867.html,/Periodical_hnqx200903017.aspx

NCEP资料简介

美国国家环境预报中心（NCEP）和国家大气研究中心（NCAR）联合执行的全球大气40年资料再分析计划通过CDC（Climate Dianogistic Center）利用磁带的形式向外发行。南京大气资料服务中心通过NCEP朱跃建获得了磁带形式的40 年再分析逐日资料。现在把资料的基本情况作一简单的介绍。 1 资料分类 该资料集分：等压面资料、地面资料、通量资料 1．1等压面资料 资料格距：2.50*2.50的经纬网格 网格点数：144* 73个格点 资料范围：900N～900S，O0E～357.50E 等压面层：共17层（hPa），1000，925，850，700，600，500，400，300，250，200，150，100，70，50，30，20，10 资料文件：文件名由变量名的缩写和年份组成，如：air.83，表示1983年各等压面温度。 资料内容:各资料的说明见表1 资料存放方式：每一个要素一年为一个数据文件；在文件中，先存放第1天第1层（l000）的值、…、第17层（10）的值；第2天第1～17层的值、…、 该年最后一天第1～17层的值。 表1 等压面资料说明 变量名缩写物理量单位 air 温度 0.1K hgt 位势高度 m rhum 对湿度 % shum 比湿 0.00001 kg/kg omega 垂直速度 0.001 Pa/s uwnd 纬向风速 0.1m/s vwnd 经向风速 0.1m/s 1．2地面资料 资料格距：2．50*2．50的经纬网格 网格点数：144*73个格点 资料范围：900N～900S,00E～357.50E 资料层：地面或近地层（0．995层） 资料文件：文件名由变量名的缩写、层和年份组成，如：air．Sig995.83，表示1983年地面温度。 资料内容：各资料的说明见表2 资料存放方式：每一个要素一年为一个数据文件；在文件中，先存放第1天的值、第2天的值、…、该年最后一天的值。 表2 地面资料说明

liGrads讲义(1)

Last Update: Feb 25, 2008

GRADS (Grid Analysis and Display System) 讲义（1） 内容提要 一、引言 二、GrADS绘图软件包的安装 三、运行GrADS绘图软件包

一、引言 1．绘图工具的选择 1）实用 2）方便 3）美观 4）高效 5）取长补短；不同的软件可相互补充使用。2．气象常用绘图软件 MICAPS Excel------1D形 Grapher----1D GrADS----1D和2D平面图 Surfer-----2D平面图和3D曲面 NCL----1D、2D平面图和3D曲面

Vis5D----1D、2D平面图和3D曲面 MatLab---1D、2D平面图和3D曲面 3．学习GrADS软件的目的和要求 1）侧重于画图及图形美观，为毕业论文做准备。 2）熟悉基本概念及基本绘图指令，学会简单编程。 4．为什么选择GrADS软件 1）专门为从事大气海洋研究的科研和业务人员设计（COLA的Brian Doty）。 2）完全免费的软件。 GrADS主页https://www.sodocs.net/doc/5010415867.html,/grads/ 中文讨论区：LASG动力论坛（中文手册下载、讨论）

3）需要读取的数据文件是无格式数据文件，体积小，运算速度快。 4）可以在目前流行的操作系统下安装，如PC 的Windows系列, Linux, 和工作站下的 UNIX. 5、实用文档 1）GrADS绘图基础教程马红云等 2）LASG编《GrADS适用手册》 3）GrADS reference card---绘图命令和函数查 询 放在手边，随时查找命令。

用Grads处理GRIB格式文件的准备_2007-07-12

Grads处理GRIB格式文件的准备 LYanbing 2007-7-2初稿，2007-7-12修改1 开场说明 WHAT IS GRIB? GRIB (GRIdded Binary) is an international, public, binary format for the efficient storage of meteorological/oceanographic variables. Typically, GRIB data consists of a sequence of 2-D (lon,lat) chunks of a (in most general sense) 4-D variable (e.g., u comp on the wind = f(lon,lat,level,time)). The sequence is commonly organized in files containing all variables at a particular time (i.e., 3-D (lon,lat,level) volume). 大气所的NCEP再分析资料使用这种格式。 这里针对6小时一次的1°×1°，26层数据来处理。 Grads中识别路径的方式基本为Unix的方式，即路径中用斜杠/，而不是反斜杠\，cmd中也支持这种方式，所以，使用Grads及其相关组件时，指定路径用斜杠/会很方便。 Grads中用!pwd可以看到当前目录，C:盘对应/cygdrive/c/，d:盘对应/cygdrive/d/。cmd中用pwd看到的也是如此，cygdrive是怎么来的？与cygwin程序有关，它能把Unix程序嫁接到windows下使用，它的目录系统以/cygdrive/为根目录。 如果ctl文件中，数据文件指定不是全路径，而是^，则可以在open命令中指定上述形式的全路径，例如： ga-> open /cygdrive/d/data/ncep/grib2006060100.ctl 它等效于： ga-> open d:/data/ncep/grib2006060100.ctl 2 生成描述文件 PCGrads软件的User’s Guide中介绍了GRIB及其处理方法，但不完全。实际上有两种方法：1）利用工具grib2ctl.exe生成整个文件的描述文件.ctl，再利用工具gribmap.exe生成映射文件.idx；2）利用工具wgrib.exe解码文件中需要使用的部分记录，建立新的数据文件，然后人工建立描述文件.ctl。 为了使用方便，环境变量Path中增加Grads可执行文件所在目录，则在cmd中其他路径下亦可访问所有该目录下的工具。 2.1 方法1 使用工具grib2ctl.exe生成GRIB数据文件的描述文件ctl，之后还要使用gribmap工具生成映射文件.idx。 1. 工具grib2ctl.exe的获得。

气象绘图软件GrADS高级使用技巧

收稿日期:2002-11-1 作者简介:高文良,男,31岁,主要从事短期气候预测等研究工作。 气象绘图软件GrADS 高级使用技巧 高文良1　刘晓燕2　曾小东3 (11成都高原气象研究所　成都　610072;　21阿坝州金川县气象局　624100 31阿坝州马尔康县气象局　624000 ) 摘　要:本文通过介绍气象绘图软件GrADS 使用中 的一些高级技巧,分析了GrADS Script 语言中的难理解之处,并介绍了在GrADS 中做合成分析和t 检验的程序,可以对学习和使用GrADS 的科研人员起参考、帮助作用,达到事半功倍的效果,促进GrADS 软件的应用更广泛、深入,提高科研人员的工作效率。关键词:GrADS ;技巧;程序中图分类号:TP391文献标识码:C 文章编号:1003-7187(2002)04-0057-03 1　引言 气象绘图软件GrADS (Grid Analysis and Dis 2play System )是免费共享软件,可随时从互联网上下载(http ://https://www.sodocs.net/doc/5010415867.html,/grads/),后续版本正陆续推出[1]。GrADS 有丰富的内部函数,可以对数据进行计算和分析处理。它支持处理格点资料和站点资料,并且支持对GriB 码文件、特殊格式文件(如一字节整型、二字节整型、大中型机器二进制数据等)的直接读取,气象科研领域应用非常广泛[2]。在其最新1.8SL 9版本中,GrADS 又将应用领域推进到了海洋学科,功能也得到了进一步地增强和扩展。 但在使用GrADS 的过程中,特别是使用GrADS Script 语言编程当中,有一些问题需要特别注意。因为GrADS Script 语言是一种类似于VB Script (或MA TL AB Script )的高级语言,稍不注意就容易出现错误,且查错十分困难,这点与其他语言有较大的差别。2　站点数据处理 GrADS 中站点数据处理基于格点数据的基础之上,需先将站点数据通过Cressman 客观分析方法内插至格点上,然后再依照格点资料的处理方式对站点资料数据进行分析和处理。所以,内插的背景网格点的选取就显得比较重要。提供背景格点资料数据只起一个背景网格场的作用,格点数据并不参与运算,只提供网格背景,告诉站点数据插至什么点及各个点的距离、综合考虑几个点来插值等信息。 因此,对于需要揭示小尺度特征气象场的站点数据,就需要将背景网格点的间距取得小一些,这样可以将局地小尺度信息完整地体现出来。反之,如果要强调大尺度的信息,就可以将背景格点场的间距取得大一些,将小尺度的噪声滤掉,体现大尺度场的特征。两种方法的最终目的是画出真实而美观的原始数据场的图形。 要将已有的站点数据资料转换成GrADS 可以读取格式的站点数据,也可使用Visual Fortran 6.0或C 语言(Turbo C 、Visual C ++等)进行转换。但必须按照GrADS 的规定格式来变换。数据文件头的结构和定义也必须按规定且与后续数据一致。在Visual Fortran 6.0语言中可以用流式文件(Stream )的方式生成GrADS 需要的站点数据文件,可以写成多时次、多层次和多变量的数据集(在Power Station 4.0中则不能写成多时次和多层次的数据集,它不支持Stream 方式的文件,只能写一个时次的数据)。而在C 语言中的操作更加方便,因为C 语言中对文件的操作方式一般是以字节为单位进行的,没有其他多余的信息。只要按照GrADS 要求的数据格式生成数据,以上的各种语言环境下都能够被GrADS 正确读取。 另一个需注意的问题是在格点文件和站点文件之间,一定使两者的数据描述文件保持时间上的一致性。起始时间和时间步长都要符合数据本身的规定。如果起始时间不一致,在GrADS 中会出现少于两个站的提示,画出的图被标示为缺测值。如果上述两种数据的时间步长不一致,则可能出现错误的结果,导致在一个特定时间下的数据成为另一个时间下的数据,而不是操作者想要的时次。或者图形的结果和前面第一种错误一样,出现全为缺测值的错误情况。

GrADSctl文件编写

Components of a GrADS Data Descriptor File DSET data_filename back to top This entry specifies the filename of the data file being described. If the data and the descriptor file are not in the same directory, then data_filename must include a full path. If a ^ character is placed in front of data_filename, then data_filename is assumed to be relative to the path of the descriptor file. If you are using the ^ character in the DSET entry, then the descriptor file and the data file may be moved to a new directory without changing any entries in the data descriptor file, provided their relative paths remain the same. For example: If the data descriptor file is: /data/wx/grads/sa.ctl and the binary data file is: /data/wx/grads/sa.dat then the data file name in the data descriptor file can be: DSET ^sa.dat instead of: DSET /data/wx/grads/sa.dat If data_filename does not include a full path or a ^, then GrADS will only look for data files in the directory where you are running GrADS. GrADS allows you use a single DSET entry to aggregate multiple data files and handle them as if they were one individual file. The individual data files must be identical in all dimensions except time, and the time range of each individual file must be indicated it its filename. To accomplish this, the DSET entry has a substitution template instead of a filename. See the section on Using Templates for a description of all the possible components of the template. Second, the OPTIONS entry must contain the template keyword. CHSUB t1 t2 string back to top (GrADS version 1.9b4) This entry is used with a new option for templating data files that allows for any user-specified string substitution, instead of only date string substitution. This is useful when none of the standard template options match the time ranges in the files you wish to aggregate, or if the files are located on different disks. When you put the %ch template in your DSET entry, then you also need to put additional CHSUB entries in the descriptor file. The string will be substituted for%ch in the data file name for the time steps beginning with t1 and ending with t2.See the section on Using Templates for examples. DTYPE keyword back to top The DTYPE entry specifies the type of data being described. There are four options: grib, hdfsds, netcdf, or station. If the data type is none of these, then the DTYPE entry is omitted completely from the descriptor file and GrADS will assume the data type is gridded binary.

NCEP资料(时、日、月)下载及说明

NCEP资料（时、日、月）下载及说明 路径：ftp://https://www.sodocs.net/doc/5010415867.html,/pub/Datasets/ 分时资料：ftp://https://www.sodocs.net/doc/5010415867.html,/pub/Datasets/ncep.reanalysis/ 日平均资料：ftp://https://www.sodocs.net/doc/5010415867.html,/pub/Datasets/ncep.reanalysis.dailyavgs/月平均资料：ftp://https://www.sodocs.net/doc/5010415867.html,/pub/Datasets/ncep.reanalysis.derived/

一、分时资料 地面分时资料下载路径：ftp://https://www.sodocs.net/doc/5010415867.html,/Datasets/ncep.reanalysis/surface/ 4-times daily，1948年至今，2.5×2.5 注：文件命中YYYY代表年份，下同。

高空分时日资料下载：ftp://https://www.sodocs.net/doc/5010415867.html,/Datasets/ncep.reanalysis/pressure/ 4-times daily，1948年至今，2.5×2.5

二、日平均资料 地面日资料下载路径：ftp://https://www.sodocs.net/doc/5010415867.html,/Datasets/ncep.reanalysis.dailyavgs/surface/ 1948至今，2.5×2.5

高空日资料下载路径：ftp://https://www.sodocs.net/doc/5010415867.html,/Datasets/ncep.reanalysis.dailyavgs/pressure/ 1948至今，2.5×2.5 注： 17层（1000、925、850、700、600、500、400、300、250、200、150、100、70、50、30、20、10hPa） 12层（1000、925、850、700、600、500、400、300、250、200、150、100hPa） 8层（1000、925、850、700、600、500、400、300hPa）

FNL_1x1资料认识与应用(GrADS)- 兰溪整合版(grib1 grib2)

FNL 1X1 资料认识与应用 兰溪之水整合版2011-12-16 14:34:05（第一版） 2012-05-01 22:42:49（第二版）FNL 1.0X1.0数据下载地址：https://www.sodocs.net/doc/5010415867.html,/datasets/ds083.2/需要注册通过方可下载。 FNL 1.0X1.0 资料包含的物理量及其缩写 缩写参数名称 No4LFTXsfc 近地表四层等压面的抬升指数 No5WAVAprs 500 hPa等压面位势高度距平 No5WAVHprs 500 hPa等压面位势高度 ABSVprs 绝对涡度 CAPE 对流有效位能 CIN 对流抑制能 CLWMRprs 云水 CWATclm 气柱云水 GPAprs 位势高度距平 HGT 位势高度 HPBLsfc 地表行星边界层高度 ICECsfc 海冰密集度 LANDsfc 陆地覆盖 LFTXsfc 地表抬升指数 O3MRprs 臭氧层混合比 POTsig995 位温 PRE 气压 PWATclm 可降水量 RH 相对湿度 SOILW 土壤体积含水量 SPFH 比湿 TCDCcvl 对流云总云量 TM 温度 TOZNEclm 臭氧含量 UGRD u分量 VGRD v 分量 VVEL 垂直速度 VWSH 垂直风切变 WEASDsfc 累积雪量

GrADS处理FNL 1.0X1.0（grib1）数据 处理前需要先将grib2ctl.exe放到GrADS安装文件夹GrADS19\win32（1.9版本）或OpenGrADS\Contents\Cygwin\Versions\2.0.a9.oga.1\i686（2.0版本）下，方便操作。gribmap.exe（这个GrADS自带的） 第一步：先生成一个描述文件ctl 打开命令提示符， C:\Documents and Settings\Administrator>grib2ctl grib_file > grib_file.ctl 如： 或者进入GrADS： gs>!grib2ctl grib_file > grib_file.ctl （！表示调用外部的程序，注意路径用“/”） 如： 这样fnl_20101013_00_00_c.ctl描述文件就生成了！ 第二步：利用GrADS自带的gribmap.exe生成索引文件： C:\Documents and Settings\Administrator>gribmap –v –i grib_file.ctl > b.txt 如： 或进入GrADS： 这样就会在H:\test路径下生成名为fnl_20101013_00_00_c.idx的索引文件，并会把整个映射过程写入到b.txt文件中，当然这里也可省略查看映射过程，即 C:\Documents and Settings\Administrator>gribmap –i grib_file.ctl 这样就可以开始用GrADS读取FNL文件画图了！ 不过我们处理FNL资料的时候一般都是不止一个文件，所以我们就需要用到批处理了！ 第一步：利用grib2ctl.exe生成初始时刻ncep数据的ctl文件；示例中生成的是fnl_20101013_00_00_c数据的文件。

NCEP资料说明

NCEP/NCAR再分析数据集 NCEP/NCAR再分析数据集是由美国气象环境预报中心（NCEP）和美国国家大气研究中心（NCAR）联合制作的，他们采用了当今最先进的全球资料同化系统和完善的数据库，对各种资料来源（地面、船舶、无线电探空、测风气球、飞机、卫星等）的观测资料进行质量控制和同化处理，获得了一套完整的再分析资料集，它不仅包含的要素多，范围广，而且延伸的时段长，是一个综合的观测资料集。 1．NCEP/NCAR逐日再分析资料 提供者：NOAA-CIRES Climate Diagnostics Center 载体和容量：硬盘80GB 覆盖时段： 1948~2003年 覆盖地区：全球 (2.5o*2.5o) 内容简介： NCEP/NCAR 逐日再分析资料有变量71个，全部资料数据按性质和变量归类，按年代排列，分为五大部分: (1)等压面资料7要素 (2)地面资料11要素 (3)地面通量资料39要素 (4)对流层顶资料2要素 (5)其它通量资料12要素 详见资料通讯第22期 2.NCEP/NCAR 一日四次再分析资料 提供者：NOAA-CIRES Climate Diagnostics Center 载体和容量：硬盘270GB

覆盖时段： 1951~2003年 覆盖地区：全球 (2.5o*2.5o) 内容简介： NCEP/NCAR 一日四次（00，06，12，18）再分析资料数据集的要素内容与NCEP/NCAR逐日再分析资料类同,包括： (1)等压面资料7要素 (2)地面资料11要素 (3)地面通量资料，42要素 详见资料通讯第23期 3. NCEP/NCAR月平均再分析资料 提供者：NOAA-CIRES Climate Diagnostics Center 载体和容量：硬盘5.5GB 覆盖时段： 1948~2003年 覆盖地区：全球 (2.5o*2.5o) 内容简介： NCEP/NCAR月平均再分析资料内容包括气候日、月平均，历年各月平均，标准差，四季昼夜距平，要素场正交展开的主分量等。 1．历年月平均（Monthly mean）是由1948年到2003年的每月一日4次资料计算所得。 2．长期月平均（Monthly Long-Term means）一般是由1968年到1996年的月平均资料计算所得。 3．长期日平均（Daily Long-Term mean）是由1968年到1996年的日平均资料计算所得，其中2月29日不予计算。

ncep资料读取

各种常用气象资料格式解析 主要把各种资料的ctl贴出来. 1 ncep再分析资料 分为1X1 和2.5X2.5的资料分别可以在大气所ftp上可以下载 1X1资料如下: dset d:\ncep\grib2006073100 index d:\ncep\grib2006073100.idx undef 9.999E+20 title grib2006073100 * produced by grib2ctl v0.9.12.5p32d dtype grib 3 options yrev ydef 181 linear -90.000000 1 xdef 360 linear 0.000000 1.000000 tdef 1 linear 00Z31jul2006 1mo zdef 26 levels 1000 975 950 925 900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 70 50 30 20 10 vars 82 no4LFTXsfc 0 132,1,0 ** surface Best (4-layer) lifted index [K] no5WAVAprs 0 230,100,500 ** 5-wave geopot. height anomaly [gpm] no5WAVHprs 0 222,100,500 ** 5-wave geopotential height [gpm] ABSVprs 26 41,100,0 ** Absolute vorticity [/s] CAPEsfc 0 157,1,0 ** surface Convective Avail. Pot. Energy [J/kg]

GrADS绘图软件安装及入门

GrADS绘图软件安装于入门

目录 第一章GrADS绘图软件概述 1.GrADS绘图软件简介 2.GrADS绘图软件的安装（windows环境） 3.1在windows环境下安装GrADS软件包第二章GrADS绘图模板 1.GrADS示例演示 启动GrADS 退出GrADS 示例演示GrADS命令的使用

第二章GrADS绘图软件概述 1GrADS绘图软件简介 The Grid Analysis and Display System(GrADS) 是一套应用广泛、使用方便的科学数据绘图软件包。其主要特点： GrADS属于自由软件，可以从Internet上免费获得。 可运行于各种Windows 和Unix工作平台。 GrADS可用于4D数据的分析。既经度、纬度、层（气压层、高度层等）和时间/xyzt 4维。数据可以是格点化的数据或离散点数据。GrADS特 别适用于气象类数据的分析。但也完全可以用于更广泛类型的数据分 析。 GrADS有多种显示方式：等值线、流线、矢量图、风矢量图、站点填图、折线图、直方图等多种两维图形。 可处理多种数据格式的数据。GRIB、NetCDF、HDF-SDS等通用数据格式 和系统自定义的一种二进制数据格式。 采用命令行输入的方式交互式地显示图形。并有多种命令对数据进行再 加工。如求平均；计算涡度、散度、垂直积分、计算差分等。 图形可以按多种格式存储：ps、png、jpg、tiff、gif、windows metafile 等。自身以 metafile格式存储。 提供多种辅助工具软件。如看图、打印、图形格式转换（gv）等工具。2Internet上的GrADS资源 GrADS在Internet上的主页 GrADS主页地址：从GrADS主页上可以找到预编译好了的适合于windows环境下的GrADS软件包， windows环境下GrADS资源

NCEP资料的介绍

【引用】NCEP资料的介绍来源：张岳军的日志 美国国家环境预报中心（NCEP）和国家大气研究中心（NCAR）联合执行的全球大气4 0年资料再分析计划通过CDC（Climate Dianogistic Center）利用磁带的形式向外发行。南京大气资料服务中心通过NCEP朱跃建获得了磁带形式的40年再分析逐日资料。现在把资料的基本情况作一简单的介绍。 1 资料分类 该资料集分：等压面资料、地面资料、通量资料 1．1等压面资料 资料格距：2.50 * 2.50的经纬网格 网格点数：144* 73个格点 资料范围：900N～900S，O0E～357.50E 等压面层：共17层（hPa），1000，925，850，700，600，500，400，300，25 0，200，150，100，70，50，30，20，10 资料文件：文件名由变量名的缩写和年份组成，如：air.83，表示1983年各等压面温度。 资料内容:各资料的说明见表1 资料存放方式：每一个要素一年为一个数据文件；在文件中，先存放第1天第1层（l000）的值、…、第17层（10）的值；第2天第1～17层的值、…、该年最后一天第1～17层的值。 1．2地面资料 资料格距：2．50 * 2．50的经纬网格 网格点数：144 * 73个格点 资料范围：900N～900S,00 E～357.50E 资料层：地面或近地层（0．995层） 表1 等压面资料说明 变量名缩写物理量单位 air 温度0.1K

hgt 位势高度m rhum 相对湿度% shum 比湿0.00001 kg/kg omega 垂直速度0.001 Pa/s uwnd 纬向风速0.1m/s vwnd 经向风速0.1m/s 资料文件：文件名由变量名的缩写、层和年份组成，如：air．Sig995.83，表示19 83年地面温度。 资料内容：各资料的说明见表2 资料存放方式：每一个要素一年为一个数据文件；在文件中，先存放第1天的值、第2天的值、…、该年最后一天的值。 表2 地面资料说明 变量名缩写和层物理量单位 air．sig995 温度0.1K lftx.sfc 地面抬升指数0.1K lftx4.sfc 最佳（4层）地面抬升指数0.1K omega.sig995 垂直速度0.001Pa/s pottmp.sig995 位温 0.1K pr-wtr．eatm 可降水量（整层气柱）0.1kg/m2 pres.sfc 地面气压10Pa rhum.sig995 相对湿度% slp 海平面气压10Pa uwnd．Sig995 纬向风速 0.1m/s vwnd.sig995 经向风速0.1m/s

grads处理多个ctl文件和nc文件

grads处理多个ctl文件和nc文件 2011-10-10 21:03:59| 分类：grads学习| 标签：|举报|字号大中小订阅 下载LOFTER我的照片书 | 用grads处理多个相同格式的数据时若单个单个处理非常麻烦，当文件非常多的时候是单个处理是不实际的。下面介绍一种方法; 第一步，在这种情况下可以重新写一个ctl描述文件，其文件变量都和已知的ctl相同，若原来的n 文件只是时间不同，那么新描述文件的时间维数是所有原文件的时间的和。同样，若其他维数不同时也用同样的方法处理。 第二步，在第一行之后添加一行：options template 表示多个时间序列原始数据文件想用一个描述文件统一地描述。这些原数据的原文件名由dset定义的形势命名文件名。 第三步，修改dset 的文件名。原路径不变，把文件名用％表示。其中： ％y2 代表两位数年 ％y4 代表四位数年 ％m1 代表一位或者两位数的月 ％m2 代表两位数月（用0补齐1位数） ％mc 3个字符月份的缩写 ％d1 1或2位天 ％d2 两位天 ％h1 1或者2位时 ％h2 2位时 例如： 原文件其中之一的文件名为gdas2006050812f00，且所有文件只有天和时的变化 那么新描述文件的文件名为：gdas200605%d2%h2f00 另外如果源文件里有index项的话，需要修改其idx的文件名，假设改成fnl.idx。并用在dos下用gribmap函数生成一个新的idx文件。gribmap -e -i fnl.ctl（加绝对路径） open fnl.ctl就可以打开所有文件。 *************************************************************************************************************** *******************

ncep资料介绍

ncep资料介绍 2010-01-21 21:19 美国国家环境预报中心（NCEP）和国家大气研究中心（NCAR）联合执行的全球大气40年资料再分析计划通过CDC（Climate Dianogistic Center）利用磁带的形式向外发行。南京大气资料服务中心通过NCEP朱跃建获得了磁带形式的40 年再分析逐日资料。现在把资料的基本情况作一简单的介绍。 1资料分类 该资料集分：等压面资料、地面资料、通量资料 1．1等压面资料 资料格距：2.50 *2.50的经纬网格 网格点数：144* 73个格点 资料范围：900N～900S，O0E～357.50E 等压面层：共17层（hPa），1000，925，850，700，600，500，400，300，250，200，150，100，70，50，30，20，10 资料文件：文件名由变量名的缩写和年份组成，如：air.83，表示1983年各等压面温度。 资料内容:各资料的说明见表1 资料存放方式：每一个要素一年为一个数据文件；在文件中，先存放第1天第1层（l000）的值、…、第17层（10）的值；第2天第1～17层的值、…、该年最后一天第1～17层的值。 1．2地面资料 资料格距：2．50 *2．50的经纬网格 网格点数：144 *73个格点 资料范围：900N～900S,00 E～357.50E 资料层：地面或近地层（0．995层）

表1等压面资料说明 变量名缩写物理量单位 air温度 0.1K hgt位势高度 m rhum相对湿度 % shum比湿 0.00001 kg/kg omega垂直速度 0.001 Pa/s uwnd纬向风速 0.1m/s vwnd经向风速 0.1m/s 资料文件：文件名由变量名的缩写、层和年份组成，如：air．Sig995.83，表示1983年地面温度。 资料内容：各资料的说明见表2 资料存放方式：每一个要素一年为一个数据文件；在文件中，先存放第1天的值、第2天的值、…、该年最后一天的值。 表2地面资料说明 变量名缩写和层物理量单位 air．sig995温度 0.1K lftx.sfc地面抬升指数 0.1K lftx4.sfc最佳（4层）地面抬升指数 0.1K

NetCDF数据的编程式访问

N etCDF 数据的编程式访问 查石祥 (总参气象中心,北京100081) 作者简介:查石祥,男,1965年生,硕士,高级工程师,从事数值预报模式与高性能计算研究,Email :sxzha @https://www.sodocs.net/doc/5010415867.html, 收稿日期:2004年6月12日;定稿日期:2004年9月1日 摘要　NetCDF 是一种面向数组型数据的描述和编码标准,目前广泛应用于大气科学、水文、海洋学、环境模拟、地球物理等诸多领域。用户可以借助多种方式方便地管理和操作NetCDF 数据集。 文章介绍NetCDF 数据的编程式访问方法。该方法主要应用于数值预报模式,它涉及软件创建、参数配置、NetCDF 文件结构、NetCDF 接口函数库等。重点探讨了编程者在使用该方法时经常遇到的一些问题,并且给出了一个读取NCEP 再分析文件的编程实例。关键词　NetCDF 编程环境　文件结构　接口函数库 引言 NetCDF 是一种面向数组型数据的描述和编码 标准,已被国内外许多行业和组织采用,目前广泛应用于大气科学、水文、海洋学、环境模拟、地球物理等诸多领域。例如,NCEP (美国国家环境预报中心)发布的再分析资料,NOAA CDC (气候数据中心)发布的海洋与大气综合数据集(COADS )均采用NetCDF 作为标准。 本文介绍NetCDF 数据的编程式访问———通过调用NetCDF 软件包提供的库函数,以编程方式实现对NetCDF 数据的直接读写。这种方式更多地应用于数值预报模式中,作为模式I/O 模块的一部分,实现对NetCDF 数据的直接读写,例如,目前在气象和海洋领域应用较广泛的WRF 模式[1]、POM 模式、LASG 的气候模式等都包含这样的功能选项。 由于NetCDF 软件秉承OSF (Open Software Foun 2dation )理念,在采用编程方式访问NetCDF 数据时, 涉及编程环境的创建、NetCDF 文件结构、NetCDF 接口函数库等。笔者以自己的开发经验,在综合大 量相关网络资源的基础之上,除了简要介绍NetCDF 之外,有针对性地探讨了编程者在使用该 方法时常会遇到的一些问题,并且给出了一个读取NCEP 再分析文件的编程实例,希望对同行有所 助益。1　N etCDF 简介 NetCDF (Network Common Data Form 通用的 网络数据格式)是由美国大学大气研究协会(U 2CAR )下的Unidata 项目科学家针对科学数据的特点,提出的一种面向数组型数据、适于网络共享的数据描述和编码标准。其软件实现形式是一个免费的NetCDF 软件包,内含可访问NetCDF 数据的工具程序和多种语言的接口函数库。 NetCDF 特性:①自描述特性,即NetCDF 数据 文件包含自身的描述信息,这也是网络时代数据的趋势性特征。②平台无关性,即支持在异构的网络平台间进行数据传输和数据共享。③易用性,表示存在多种方便的途径来管理和操作NetCDF 数据。最常见的3种方式包括:使用随NetCDF 软件包提供的工具程序(Ncdump 和Ncgen );使用支持NetCDF 标准的第3方软件(Grads 、AVS 、IDL 和Mathlab );编程式访问。④高可用性,表示其较高的 数据压缩比,以及基于数组下标的线性存储导致的高效存取。 2　N etCDF 文件结构及接口函数库211　N etCDF 文件结构 NetCDF 数据的自描述特性表示,其中包含描 述自身结构的信息。为了便于说明,下面给出一个 第32卷,增刊2004年12月 气　象　科　技M ETEOROLO GICAL SCIENCE AND TECHNOLO GY Vol.32,Suppl. Dec.,2004

日本再分析资料介绍

日本再分析资料介绍 1 概述 “再分析”过程，是利用最先进的数值天气预报资料同化系统，给出过去几十年高度一致性的全球客观分析资料，也即过去相当长时间四维地球大气层数字化、格点化场资料。利用这样的资料可以在过去天气演变数字化的“现实”中，开展各种模式试验和诊断分析，对不同的模拟工具进行对比等。 从20世纪末开始，各国开展资料同化的水平如何，实际上在很大程度上决定着数值气象预报的水平。基于对再分析数据库独具的功能和迫切需求，以及对再分析数据库的质量和资料同化技术之间重要依存关系的认识，2001年开始，日本气象厅（Japan Meteorologica l Agency，JMA）和日本电子能源工业中央研究所（Central Research Institute of Elec tric Power Industry CRIEPI）及一些研究机构和大学合作开展了日本25年再分析资料数据集(Japanese Re-Analysis 25 years，JRA-25)的研发[1]。该数据集提供了包括温度、位势高度、相对湿度等100个多个气象学变量。日本气象厅的25年再分析计划中给出了JRA-25再分析系统的流程示意图[2]。 JRA-25数据集的时间范围为1979年1月1日至今，包括日值和月值两部分，其水平分辨率为120km，模式顶高度约50km。JRA-25再分析系统每天实时输出等压面坐标、混合si gma坐标和等熵面坐标的再分析产品和预报产品的定时值和月值产品，以及一些物理诊断场资料和雪深分析的定时值和月值产品，包含了位势高度、气温等一百多个要素类型。用户可以从日本气象厅的网页上或者Kazutoshi等人2007[3]年发表的文章中获取详细的产品信息。本文仅对JRA-25数据集使用的观测资料、质量控制方法、数据同化和预报模型以及数据集的评估结果等方面进行了简要介绍。 2 观探测资料和质量控制 JRA-25使用的观探测资料包括常规资料、卫星和遥感资料两部分。正是由于JRA-25的同化系统中使用了其它再分析资料未曾使用的气象数据，JRA-25对东亚地区和热带地区的分析效果相对较好。图1给出了JRA-25使用的观探测资料及各类观探测资料的资料来源和使用时间范围[3]。 JRA-25的再分析系统针对不同资料采用了不同的质量控制方法，主要包括如下几个方面： （1） Blacklist[3]：通过观测资料分析，JRA-25再分析系统将资料质量不符合要求的测站纳入黑名单中，并通过自动检查和更新系统对所有测站资料进行实时监测。黑名单中的测站，如果新观测资料的稳定性符合特定要求，将重新纳入同化系统中；反之，黑名单外资料稳定性不符合特定要求的测站，将被增加到黑名单中。这种方法用于对常规资料和卫星探测风场的质量控制，以及TOVS和ATOVS资料的质量控制。 （2） 对所有资料实施气候极值检查 （3） 对船舶、移动浮标和飞机资料进行轨迹检查 （4） 对地面天气观测报告和船舶资料进行一致性检查 （5） 对探空资料进行了探空仪器的误差订正以及气温和风场的垂直一致性检查。 （6） 对TOVS和ATOVS资料进行了误差订正和一维变分处理 （7） 对常规观测和卫星反演风场进行了重大误差检验和空间一致性检查（动力学质量控制） （8） 对电子散射记探测获取的海表风场进行整体质量控制（Group QC），具体方法可参考Nomura andTahara（1997）提供的说明[4]。