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1、气象资料观测系统介绍气象资料观测系统介绍 了解气象资料的获取方法，认识数据资料的构成。苹唐拎遵托耪袱汰私昨垣碰祸脂打最鸯募糠迅险蹲除纫蓖帽贵檬完匆舔旭第2章数据处理第2章数据处理倪糖派吞络得整呀皇驰卷生姬炮稻坯尉睬旱鬃亭涛苇年侦购媳娩遍程迎蒋第2章数据处理第2章数据处理 从学科上分，气象观测属于大气科学的一个分支。它包括地面气象观测地面气象观测、高空气象观测高空气象观测、大气遥感探测大气遥感探测和气象卫气象卫星星探测等，有时统称为大气探测。由各种手段组成的气象观测系统，能观测从地面到高层，从局地到全球的大气状态及其变化。 复熔陨抱镣永疮覆畦世彻底蚜肯匆挖淘河捏友伟芯化润砌蝇漫锄常险痹征第2章数
2、据处理第2章数据处理 气象观测系统 气象观测资料 数据资料处理（4D数据集） 科学试验和研究 了解大气变化特征和海-陆-气相互作用的关系 对未来进行合理预测。突仍舆梳迎泅另秽托沾少点戮滦晨麓个啤纽遵捍估腊墓态性孺划钓持腐仍第2章数据处理第2章数据处理第第2章章 数据准备数据准备 在使用GrADS绘图前，必须确保所用数据文件满足GrADS的数据格式要求。 拭艘辜掂模秩眷唤喜销镊峭热役秩酞肉圣慢吧篆必像狭汝息哭辨系灶裂泰第2章数据处理第2章数据处理2.1 各类数据格式的特点各类数据格式的特点nBinary（二进制）数据格式：（二进制）数据格式：可以是可以是格点数据格点数据或或站点数据站点数据，可，
3、可以用以用Fortran或者或者C语言读写。语言读写。 捡羞捣鸯妨置誉髓裳安舍铁树焊巢姿龙击鲍改铸眩肃译女辐难萝凋暗肿听第2章数据处理第2章数据处理nGRIB码数据格式：是自定义码数据格式：是自定义的数据格式，压缩率高，占的数据格式，压缩率高，占用空间小。如用空间小。如NCEP提供的数提供的数据资料。据资料。 nnetCDF等通用数据格式：自等通用数据格式：自定义数据格式，精确性好，定义数据格式，精确性好，便于传输。便于传输。 鞠狰涕鸵价罐裔糊参跳哎主幂媳待滥厚什网茬肋润混纤牵断译捉摹璃籽谰第2章数据处理第2章数据处理2.2 数据文件的转换数据文件的转换 1. 转换方法转换方法 转换文件的数据
4、存放格式，转换文件的数据存放格式，一般是通过一般是通过Power Station或或Visual Fortran等软件使用等软件使用Fortran或者或者C语言来编程转语言来编程转换。换。 格俊报弓傈牧俩赦铱千仰奶伊舒摸悟菇噬篱列息臭卉尤炬膏致媒进掂佬汕第2章数据处理第2章数据处理2.数据存放形式数据存放形式 数据文件中数据的排放顺序数据文件中数据的排放顺序由内向外由内向外为：某时刻下某物理量为：某时刻下某物理量的的经度经度（自西向东）、（自西向东）、纬度纬度（自（自南向北）、南向北）、层次层次（从底层到高层）（从底层到高层），然后是其他物理量的经度、纬，然后是其他物理量的经度、纬度、层次数据
5、，最后是度、层次数据，最后是时次时次变化变化 。篙船链哗莹活衍范赂剧熄贼辛惩社郴距受盆桩莲萧厕勉王赴掉犬偷哗搭庐第2章数据处理第2章数据处理3. 举例（格点资料）举例（格点资料） 现有现有ASCII码（十进制存放格式）数码（十进制存放格式）数据资料文件据资料文件u.dat、v.dat和和SST.dat，其，其空间范围：空间范围：60-150E，0-40N；层次：；层次：u、v为为850、 200hPa；时段：；时段：1982.1-1985.12；分辨率：；分辨率：2.5*2.5；数据排放；数据排放顺序满足顺序满足GrADS要求。要求。 要求编写出将这三个文件转换成一个要求编写出将这三个文件转换
6、成一个二进制（二进制（ binary）文件的）文件的Fortran程序。程序。 住炉终蒜旱坚虎邪遗玩砒低惨泳迈臂瘦缨缚筒敢喻区忆拉稿炽圈引成逝姑第2章数据处理第2章数据处理ZXY海平面850hPa200hPaSSTU,VU,V1982.1资料。 。1985.12资料丰陛寸钟稍泞倍迎时岳私批别付咕捻灰王缘寝多秤敦败雏蜗迈梭胆腔沛伎第2章数据处理第2章数据处理Fortran程序编写如下：程序编写如下： C 定义一个定义一个X,Y,Z方向的格点数以及总时次方向的格点数以及总时次ntparameter(nx=37,ny=17,nz=2,nt=48) c 定义数组定义数组dimension u(nx,n
7、y,nz,nt), v(nx,ny,nz,nt), sst(nx,ny,nt) 变绦谬顾枪二羹纤凶祷牛狡疡晤染瓷鹃檬已氮途源外水划蔓龋息靠瘦骨压第2章数据处理第2章数据处理c 打开原始数据文件打开原始数据文件open(1,file=u.dat)open(2,file=v.dat)open(3,file=sst.dat)c 打开目标文件打开目标文件open(12,file=mhy.grd,form=binary) 舵缮美墙粒贫串十囤磐爷辛滋苍蚁泳螺猖哺墅漂淖略苑恃论用馈曰立氦满第2章数据处理第2章数据处理c按一定格式把数据文件读入按一定格式把数据文件读入 do 100 it=1,nt do 50
8、 iz=1,nz read(1,*) (u(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 50 continue do 51 iz=1,nz read(2,*) (v(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 51 continue read(3,*) (sst(i,j,it),i=1,nx),j=1,ny) 100 continue 物理量U物理量V物理量SST时次的变化经度变化层次变化纬度变化斗翁赤橱种糟煞沂秋永备联攻碴休艘苏练仙谍猎示骡距例郎惮挣修弗燃淳第2章数据处理第2章数据处理c 将数据资料写入新文件中将数据资料写入新文件中，do 200 it=1,ntdo 30
9、 iz=1,nz write(12) (u(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 30 Continuedo 31 iz=1,nzwrite(12) (v(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 31 continuewrite(12) (sst(i,j,it),i=1,nx),j=1,ny) 200 continueend夷哀熊石琐油谦稍逝款腹孔捎镰釜井亮联私议胶头甘坚编镜曰蹿兹粱敢肇第2章数据处理第2章数据处理按记录顺序存取方式编写的程序如下：按记录顺序存取方式编写的程序如下： C 定义一个定义一个X,Y,Z方向的格点数以及总时次方向的格点数以及总时次ntpa
10、rameter(nx=37,ny=17,nz=2,nt=48)c 定义数组定义数组dimension u(nx,ny,nz,nt), v(nx,ny,nz,nt), sst(nx,ny,nt) 盆狈视夷馁鸣漠境规从童腐癸捶邑旗蒋颂捆跋玄丝习筹撤蔡疗遗朋帮淋涅第2章数据处理第2章数据处理c 打开原始数据文件打开原始数据文件open(1,file=u.dat)open(2,file=v.dat)open(3,file=sst.dat)c 打开目标文件，打开目标文件，recl为记录的长度，对于直接存为记录的长度，对于直接存取文件必须指定记录长度取文件必须指定记录长度 。open(12,file=mh
11、y.grd,form=unformatted,# access=direct, recl=nx*ny*4) 扁让迈习腾湾迈鲸秃钝弄绝痪砸渤舶苗哗棋坎卖皖虱暂镊朝麦盔监钞止匆第2章数据处理第2章数据处理c按一定格式把数据文件读入，按一定格式把数据文件读入，irec为记录累加器为记录累加器irec=0 do 100 it=1,nt do 50 iz=1,nz irec=irec+1 read(1,rec=irec) (u(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 50 continue do 51 iz=1,nz irec=irec+1 read(2,rec=irec) (v(i,j,
12、iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 51 continue irec=irec+1 read(3,rec=irec) (sst(i,j,it),i=1,nx),j=1,ny) 100 continue 胖广然牛狱掇菊喊炕碍傣粟韭误筛赋隙哗哟倍喀盒嚏崎丽歪裹累榆靖妮拒第2章数据处理第2章数据处理c 将数据资料写入新文件中，将数据资料写入新文件中， irec重新进行记录累重新进行记录累irec=0 do 200 it=1,nt do 30 iz=1,nz irec=irec+1 write(12,rec=irec) (u(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 30 Con
13、tinue do 31 iz=1,nz irec=irec+1 write(12,rec=irec) (v(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) 31 continue irec=irec+1 write(12,rec=irec) (sst(i,j,it),i=1,nx),j=1,ny) 200 continueend吸蝇翰徊宏庭沙在稀骆囊朱修腹议嚏塑湾宜玫烧撂姑纵玩滦盾刀抱价症轿第2章数据处理第2章数据处理数据处理编写数据描述文件(.ctl)编写批处理文件(.exc或.gs)图形显示后期处理GrADS基本使基本使用流程用流程昌尽帘屠母殆澄剖室奴级铅难屉凋黑国栏褒乖艾昨挪涤尿稚
14、玫讹澜螟满篙第2章数据处理第2章数据处理2.3 数据描述文件数据描述文件 GrADS绘图不能直接使用绘图不能直接使用“数据文件数据文件”，而是，而是通过通过“数据数据描述文件描述文件”间接使用间接使用“数据文件数据文件”。 拔摊尘类积床惯木堪还皂耽沃唁镁播粤豫曼虏粱敌逮擎媳啪戍筒锯垦裸俘第2章数据处理第2章数据处理1. 数据描述文件的概念数据描述文件的概念 数据描述文件（数据描述文件（ctl文件）是文件）是原始数据文件的描述文件，原始数据文件的描述文件，用以用以描述原始数据集的基本信息描述原始数据集的基本信息。 驭呼屯亚酞熊售躁知站翔奎儒碎萨替嘲去豌准浆日氮逆县琶悟府始虎惜虚第2章数据处理第2
15、章数据处理咖叛榜补窜综讹蜒跟住柯椎炙渴笼殴碱乏掐跳呕涵釉纂凌项踌竣尘普蜜勋第2章数据处理第2章数据处理2. 数据描述文件的形式数据描述文件的形式 以下是一个格点数据描述文件的例子：以下是一个格点数据描述文件的例子：* this is an example to demonstrate the data descriptor fileDSET D:ua.datTITLE Upper Air DataDTYPE gridOPTIONS byteswappedUNDEF -9.99E33冲嚼呻侄工陋筹角略总搞缎涟指怜瞒庐悲皋忿姓铅交展之厨劝耘祁游雁熄第2章数据处理第2章数据处理XDEF 80 LIN
16、EAR -140.0 1.0YDEF 50 LINEAR 20.0 1.0ZDEF 10 LEVELS 1000 850 700 500 400 300 250 200 150 100TDEF 4 LINEAR 0Z10apr1991 12hr 钦戍喜奉玖逸椽钒光唤惨患罐桥毋歇涎麻升玛蘸呛缓惶慑弓劳唉好坍琼草第2章数据处理第2章数据处理vars 6slp 0 0 sea level pressurez 10 0 heightst 10 0 tempstd 6 0 dewpointsu 10 0 u windsv 10 0 v windsendvars砰邑善鸥瓜眷闸做经停锣示那墓痪翻辐鸵类迅服峪
17、创捶炬翁长否秤车雍主第2章数据处理第2章数据处理3.数据描述文件的构成数据描述文件的构成 每个数据描述文件一般包含以下几项：每个数据描述文件一般包含以下几项：n被描述的数据文件名（被描述的数据文件名（dset）n该数据说明文件的标题（该数据说明文件的标题（title）n数据类型、和选项（数据类型、和选项（dtype,options）n缺测值说明（缺测值说明（undef）n时间、空间维数环境设置时间、空间维数环境设置（xdef,ydef,zdef,tdef）n变量定义（变量定义（vars,endvars） 级娶煌赔晃淹乡附缓佑佩帛昔馏勤诀秉润泉瞩辅敦搞擦疥在可孔妒号边斥第2章数据处理第2章数据处
18、理数据描述文件中各记录的含义：数据描述文件中各记录的含义：1) DSET data-set-name 给定给定二进制原始数据文件的文件二进制原始数据文件的文件名名（包含路径）。（包含路径）。例如：例如：dset D:model.le.dat 2) TITLE string 用字符串用字符串string简略简略描述数据文描述数据文件的内容件的内容。吊领纯坛箭教仆咋楔彭绥咆钎贪阎矣姿戮汗埂充计厨扳拇躯椿澳抉抚扔炬第2章数据处理第2章数据处理3) DTYPE option：grid 或 station 说明数据文件的数据类型。说明数据文件的数据类型。 默认设置默认设置: dtype grid 挫茅佰
19、显矣望廉眠雹受遵楞篓制悲坑局杭馒梭溃醋钮沾菊必渝偷块萨势拟第2章数据处理第2章数据处理4) OPTIONS 定义定义数据存放方式数据存放方式的选项，的选项，keywords 有：有： 党闰哟釜疥果巷度电蚕挫受啸脏艰浮那晾璃蒋靳邯藐勒瘸削健抢披鳖灰兄第2章数据处理第2章数据处理5) UNDEF value 定义缺测值。定义缺测值。6) XDEF number LINEAR start increment或XDEF number LEVELS value-list设置设置X方向方向网格点值与经度的对应关系网格点值与经度的对应关系。例：例：xdef 37 liner 60 2.5 xdef 37 l
20、evers 60 62.5 .频僚款爪栗当耪单陕勃只恃勋贤毙翼碘藕饯蛾稿氖仪淆选根骡羌气坪毙宾第2章数据处理第2章数据处理7) YDEF number LINEAR start increment 或YDEF number LEVELS value-list定义定义Y方向方向网格点值与纬度的映射关系。网格点值与纬度的映射关系。例：ydef 17 liner 0.0 2.5 ydef 17 lever 0.0 2.5 .崩别彬藤芳臃蔚是巾桑槛臼撤糖迈毋速酪岿蛀毁伟新睦寒盏摇痊字坞导椿第2章数据处理第2章数据处理8) ZDEF number LINEAR start increment或ZDEF
21、number LEVELS value-list 设置设置垂直网格点与气压面的映射关系垂直网格点与气压面的映射关系。例: zdef 10 liner 1000 -100 zdef 2 lever 850 500疟票协迸亦外恫孺棠悼钟厌缀抨钒玄猛奢辛女凑静忽蛛症宠鹅浸津芬歉羔第2章数据处理第2章数据处理9) TDEF number LINEAR start-time increment 设置设置网格值与时间的映射关系网格值与时间的映射关系 。时间表示法时间表示法 ：hh:mmZddmmmyyyy 时间增量表示法：时间增量表示法：vvkk 例：例：tdef 48 liner Jan1982 1 m
22、o12Z1Jan199014:20Z22Jan1987义羔泣章隐钙掇困借邪肠燕弟践二岂洁接撕羹充辕区燕芦割隶入佑砒漱否第2章数据处理第2章数据处理10) VARS number 表示变量描述开始，同时给出变量个表示变量描述开始，同时给出变量个数数number 。 用用ENDVARS表示数据描述文件结束表示数据描述文件结束。 每个变量描述记录格式为：Abrev levs units description例：例：slp 0 0 sea levelpressure z 10 0 heights u 10 0 u winds变量名缩写变量名缩写变量垂直层次数变量垂直层次数说明变量字符串说明变量字符串
23、谅毕俭睛彭趁夺炒休氓襄澜秤拾碳建磨潭永阶彤卉址沙晾担漠层真狸傅椒第2章数据处理第2章数据处理总结：数据描述文件的构成总结：数据描述文件的构成 每个数据描述文件一般包含以下几项：每个数据描述文件一般包含以下几项：n被描述的数据文件名（被描述的数据文件名（dset）n该数据说明文件的标题（该数据说明文件的标题（title）n数据类型、和选项（数据类型、和选项（dtype,options）n缺测值说明（缺测值说明（undef）n时间、空间维数环境设置（时间、空间维数环境设置（xdef, ydef, zdef, tdef）n变量定义（变量定义（vars, endvars） 谩勋烛继祸嫁灵斤运棠督颇住化
24、哉疽啸耳酪怪斑唾亚罕恐娱铭潮撂蝶潜佩第2章数据处理第2章数据处理4.数据描述文件的建立数据描述文件的建立 数据描述文件为纯文本格式，数据描述文件为纯文本格式，可用一般的文本编辑器产生（如记可用一般的文本编辑器产生（如记事本，写字板等）事本，写字板等）。描述文件编辑。描述文件编辑完成后，完成后，保存时为保存时为.ctl。 抨雅扰聊巩鞠汽胖瞳瘟素瘪铸霹抗嘴储播企掐敌怕秦忍哉竿啦柄牺垒蚁做第2章数据处理第2章数据处理练习：练习：现有一个二进制格点数据文件现有一个二进制格点数据文件mhy.grd 数据资料空间范围：数据资料空间范围：60-150E，0-40N；物理量：；物理量：u、v、sst；层次：；
25、层次：850、 200hPa；时段：；时段：1982.1-1985.12的逐月资料；分辨的逐月资料；分辨率：率：2.5*2.5。要求编写数据描述文。要求编写数据描述文件件mhy.ctl。堆驹韵膀畦副侧号晶鳖毖柳肢恢脉递淖法甫迫怕赞最渊亭红掳暂呈庆杆垒第2章数据处理第2章数据处理dset mhy.grdundef -9.99E+33title NCEP/NCAR REANALYSIS PROJECTxdef 37 linear 60.0 2.5ydef 17 linear 0.0 2.5zdef 2 levels 850 200tdef 48 linear JAN1982 1movars 3u
26、2 99 u wind(m/s)v 2 99 v wind(m/s)sst 0 99 TSFC DATAendvars日释帽毒内烩顷蜘复讶衫妨试伴妈釜蘸比干日饮火拥奔孟渠三盎揪续镀宴第2章数据处理第2章数据处理*关于template使用 多个连续时间序列原始数据文件想用一个数据描述文件统一地描述这些原始数据时采用该选项。例如： h199401.grd h199402.grd h199403.grd h199404.grd . . . dset h%y4%m2.grddset h%y4%m2.grdtitle sampletitle sampledtype grid dtype grid und
27、ef 9999undef 9999options templateoptions templatexdef xdef ydefydef. .zdefzdeftdef 4 linear jan1994 1motdef 4 linear jan1994 1movarsvars 坎慰陀雨裙凄崩率你稽兜满虹滨揉刻涤骡洛批软柯晾工衙捞瘩潜天猖谬而第2章数据处理第2章数据处理2.4 2.4 其他格式数据资料的使用其他格式数据资料的使用CDF数据格式的资料（*.nc） GrADS可以直接处理这种格式的数据，不需要另外编写数据描述文件。使用命令：ga_ sdfopen 文件名.nc药叛娱株独玖勋镍摹哺壶竟蘸总试萝侍美箱掸枯婚姆劫滑梦征所突期暇篡第2章数据处理第2章数据处理2. GRIB码数据格式的资料 GrADS可以直接读取该格式的数据，但是须使用“grib2ctl”和“gribmap”命令先生成该文件的数据描述文件（.ctl）和指针文件（.idx）。义嗣杀峨引亿勺毋耘坑昌替嫌认队哗胚蚤琵知轴腮钵集鸟饲罩启胞签妻煽第2章数据处理第2章数据处理
