常用气象格式的数据读取及可视化
hzwjy 2012-11-1 本文介绍了气象研究(非业务使用)中的常用的数据格式，读写操作和数据可视化方法。
目录
常用气象格式的数据读取及可视化 (1)
目录 (1)
1. 常用编程语言和工具 (2)
2. 常用的数据格式 (2)
2.1. 普通二进制格式 (2)
2.2. 文本数据 (5)
2.3. NetCDF (6)
2.4. HDF、HDF-EOS、HDF5和HDF-EOS5 (7)
2.5. GRIB和GRIB2 (8)
3. 数据可视化 (8)
3.1. 变量与经纬度 (8)
3.2. 绘制等值线图 (11)
3.3. 绘制填色图 (13)
3.4. 绘制矢量箭头 (15)
3.5. 绘制流线 (17)
3.6. 绘制卫星数据 (18)
3.7. 绘制站点数据 (20)
3.8. 看图工具 (23)
附录： (24)
NCL的安装 (24)
NetCDF库的安装 (24)
GMT的编译 (24)
参考资料 (26)
1.常用编程语言和工具
气象研究中常用的编程语言包括C语言、FORTRAN语言，其中FORTRAN为"FORmula TRANslator"的缩写，意为"公式翻译器"，在数值计算、工程计算等领域有着广泛的应用，使用FORTRAN编写程序也是气象研究最基本的技能之一。
此外还会用到IDL、MatLab、NCL、GrADS等工具进行数据分析和可视化。IDL和MatLab 可用于数值计算和数据可视化，直接使用其内置的函数可以很方便地完成用户所需的各种计算，与FORTRAN相比，其码也更简洁。NCL与GrADS也可以完成数据分析以及数据的可视化，而且它们都是专为气象领域开发的软件，对气象数据的支持较好，绘图也更为方便，经过简单的设置就可以读取数据并绘制各种图像。在平时的使用中，可以以其中的一种工具为主，再稍微了解另外的几种工具，配合使用达到效率的最大化。IDL和MatLab都是商业软件，可以使用GDL (GNU Data Language)和SciLab等作为替代。
除了上面提到的编程语言，也可以使用Python (SciPy)计算机语言进行数据分析和绘图，也可以尝试GMT (Generic Mapping Tools)、ncview、Panoply等工具。
下面的实际操作中主要以FORTRAN (使用gfortran编译器)和NCL (NCL 6.1.0)来实现，本文仅对数据处理和绘图进行简单的介绍，相关语法请参考其它资料。
2.常用的数据格式
2.1.普通二进制格式
由于计算机存储文件都采用二进制形式，所以从广义上讲，所有的存储在设备中的文件都是二进制文件，包括ASCII及扩展ASCII字符中编写的数据或程序指令的文件。这里用"二进制格式"指除文本数据外的文件格式，而"普通"则是为了区分下面将提到的标准科学数据格式。这种文件的数据的存放序列与其在内存中的存放非常相似，所以在输入输出时几乎不需作转化。由于去掉了格式控制，与有格式文件相比，在使用数据信息时所做的处理更简洁迅速；同样也是这个原因使得无格式文件中即使存放着数字，也不能用文本编辑软件打开并看到。FORTRAN的无格式文件便是这种普通二进制格式。
比如将1~10的整形数据存入一个直接存储的无格式文件中：
使用文本编辑器打开只能看到无意义的乱码，使用十六进制编辑器(比如WinHEX)打开后可以看到如下内容：
使用NCL可以很方便地读取这些数据，因为我们知道这里总共有10个整数，所以可以一次性将10个数据都读取出来：
使用十六进制编辑器打开可以看到如下内容：
在每一个记录前后都有4-byte大小的数据(可以通过设置编译选项更改长度)，用于表示记录的开始和结束。这也是为什么同样的数据，采用顺序存储时文件比直接存储时大。
在使用普通二进制数据时还可能会遇到"端序(Endianness)"的问题，在计算机科学领域中，端序是指存放多字节数据的字节(byte)的顺序，典型的情况是整数在内存中的存放方式和网络传输的传输顺序。Endianness有时候也可以用指位序(bit)。平时接触到的大部分二进制数
这便是小端二进制数据的文件内容。
使用NCL读写二进制数据时，可以通过函数"setfileoption"设置文件的端序。
2.2.文本数据
数据内容的记录是以ASCII字符的方式存在的，每一条记录是以ASCII码中的回车符CR(0D)加换行符LF(0A)来结束的，可以用文本编辑软件打开格式文件并直接看懂其内容。
比如一个文本文件的内容是：
用文本编辑器打开即可看到相应的内容，如果用十六进制编辑器打开该文件，可以看到字符的ASCII代码：
图中"31"对应字符"1"，"32"对应字符"2"，"0D"和"0A"对应回车和换行符。
使用FORTRAN格式化输入输出方式即可读写文本数据：
使用下面的NCL代码读取刚才生成的test.txt文件：
https://www.doczj.com/doc/9a14887314.html,CDF
NetCDF (Network Common Data Form)是由美国大学大气研究协会(UCAR)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。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。NetCDF数据具有自描述性(普通二进制数据需要有相关文档介绍数据格式，否则无法正确读出数据)，数据与硬件平台无关(不用考虑数据的端序)。
目前采用NetCDF格式的资料主要为再分析资料、卫星资料、数值模式资料等。
每个NetCDF文件具备如下所示的结构，其中包含维数、变量、属性和数据4个子域，属性又分为适用于整个文件的全局属性和适用于特定变量的局部属性、
●dimensions(维)：一个维可以用来代表一个真实的物理空间、例如时间、纬度、经
度或者高度。一个NetCDF的维有一个名字和长度，维的长度必须是一个正整数。
●variables(变量)：在NetCDF数据集中，变量是用来存放数据块的。NetCDF数据集
里的变量一般都是数组变量。一个变量代表着具有相同的数据类型的数组的值。每
个变量都有一个名字、一个数据类型和数组形状。
●attributes(属性)：NetCDF的属性是用来对数据进行辅助说明，存放关于数据的数据，
例如变量的单位。
●data(数据)：NetCDF支持的数据类型是char、byte、short、int、float或者real、double。
在实际处理时，需要多留心short类型的变量。为了减少存储数据所需的空间，往往会对实际物理量进行处理，将变量由int、float等转换为short型。由short变量得到原物理量时就需要用到"scale_factor"和"add_offset"属性，转换公式需要查看数据的说明文档。一般情况下有两种方法：
物理量 = 存储值 * scale_factor + add_offset
物理量 = (存储值 + add_offset) * scale_factor
NetCDF库提供了创建和读取NetCDF文件的接口程序，也包括一些有用的工具，ncdump 程序可以用来查看NetCDF文件内容以及数据，在处理NetCDF数据时很有用：
使用NCL读取NetCDF数据很简单。使用其附带的"ncl_filedump"程序可以很方便地查看NetCDF文件的内容和数据(不仅可用于NetCDF格式，下面将要提到的HDF格式、GRIB格式
编写NCL脚本可以读取变量，并用做数据分析和绘图。
2.4.HDF、HDF-EOS、HDF5和HDF-EOS5
HDF (Hierarchical Data Format)数据格式是美国伊利诺伊大学国家超级计算应用中心
(NCSA, National Central for Super computing Applications)于1987年研制开发的一种软件和函数库，是一种具有自描述性、可扩展性、自我组织性的数据存储格式。
1993年美国国家航空航天局(NASA)把HDF格式作为存储和发布EOS(Earth Observation System)数据的标准格式。在HDF 标准基础上，开发了另一种HDF格式即HDF-EOS(或称为HDF-EOS2)，专门用于处理EOS产品，使用标准HDF数据类型定义了点、条带、栅格3种特殊数据类型，并引入了元数据(Metadata)。HDF-EOS是HDF的扩展，它主要扩充了两项功能：一是提供了一种系统宽搜索服务方式，它能在没有读文件本身的情况下搜索文件内容；二是提供了有效的存储地理定位数据，将科学数据与地理点捆绑在一起。
HDF5则是为了充分利用当今计算机系统的能力和特点，克服HDF4的不足，为了满足科学数据存储不断增加而设计的文件格式和库文件。HDF5支持管理超过2GB大小的文件，还支持并行I/O。类似的，也有一个基于HDF5标准开发的HDF-EOS5标准。HDF4和HDF5标准互不兼容。
HDF、HDF-EOS、HDF5和HDF-EOS5数据多用于卫星资料的存储和发布。
目前NCL支持的HDF格式的数据类型包括Scientific Data Sets (SDS)、GRID和SWATH，读取这些数据的方法与读取NetCDF格式数据的方法类似，这里不再赘述。如果需要读取Vdata Set等数据类型，可以借助IDL等工具。
2.5.GRIB和GRIB2
GRIB (GRIdded Binary)和GRIB2 (General Regularly-distributed Information in Binary Form)是与计算机无关的压缩的二进制编码，主要用来存放数值天气分析和预报产品资料，由世界气象组织基本系统委员会(The World Meteorological Organization Commission for Basic System，WMO/CBS)制订修改。
目前数值模式产品、再分析资料等多使用GRIB及GRIB2格式存储。
3.数据可视化
3.1.变量与经纬度
气象资料往往与地理坐标有密切的关系。地理坐标信息、变量的排序方式不同，绘图时用到的方法也不同。常用的数据一般有如下几种：
A.变量水平方向为2D数据，地理坐标为1D数据
数据采用网格存储，为了找到某个点的经纬度，只需要知道这个点在网格中是行列位置即可。常用的全球数值模式产品、全球范围的分析场产品、麦卡托投影(Mercator projection)的区域模式产品、L3级的卫星资料等都是这种类型。
使用这类资料时，需要注意：
●经度是从0°开始还是从西半球开始
●格点采用的是普通经纬度网格还是高斯网格
●纬度的维数大小是奇数还是偶数，这与网格经纬度有关，如下图所示
一般情况下，全球范围的模式产品纬度是奇数，比如1°x1°的数据(360x181格点)对应的经纬度范围是0°至359°，-90°至90°；L3的卫星数据纬度是偶数(360x180格点)，经度是0.5°至359.5°，纬度是-89.5°至89.5°。
B.变量水平方向为2D数据，地理坐标为2D数据
这种变量与坐标的对应方式多见于L1和L2卫星产品，以及使用兰伯托投影(Lamberto projection)的模式产品中。下面给出的是卫星探测扫描线的示意图：
沿轨道方向
跨轨道方向使用NCL处理这类数据时，可以用下面的方法给数据附加上经纬度信息：
C.变量水平方向为1D数据，地理坐标为1D数据
这种对应方式多见于站点数据，上面提到的B类数据将2D数据变成1D数据后，也可以像这种数据一样进行处理。
3.2.绘制等值线图
load"$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_code.ncl" load"$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_csm.ncl"
begin
fi = addfile("./fnl_20050529_12_00.grb", "r")
; print(fi) ; 用于查看文件内容，在知道文件内容后可以注释该行
hgt = fi->HGT_3_ISBL ; 位势高度
; 数据的经纬度信息已经附加在变量的属性中，可以用printVarSummary(hgt)查看 wks = gsn_open_wks("ps", get_script_prefix_name())
; 输出ps格式图像，文件名由该脚本的文件名决定
gsn_define_colormap(wks,"WhBlGrYeRe") ; 设置色表
; 6.1.0以后的NCL可以用另外的方法控制颜色
res = True
; 绘制500hPa高度的位势高度
plot = gsn_csm_contour_map(wks, hgt({500},:,:), res)
end
更改绘图设置：
load"$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_code.ncl" load"$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_csm.ncl" begin
fi = addfile("./fnl_20050529_12_00.grb", "r")
; print(fi) ; 用于查看文件内容，在知道文件内容后可以注释该行 hgt = fi->HGT_3_ISBL
wks = gsn_open_wks("ps", get_script_prefix_name())
gsn_define_colormap(wks,"WhBlGrYeRe") ; 设置色表
res = True
res@cnMonoLineColor = False; 彩色等值线
res@cnInfoLabelOn = False; 去掉右下角的说明
res@gsnSpreadColors = True; 6.1.0后默认即为True
; 设置地图范围
res@mpMinLatF = 0
res@mpMaxLatF = 60
res@mpMinLonF = 60
res@mpMaxLonF = 150
; 设置等值线起止、间隔
res@cnLevelSelectionMode = "ManualLevels"
res@cnMinLevelValF = 5400
res@cnMaxLevelValF = 5900
res@cnLevelSpacingF = 20
; 去掉右上角的文字
res@gsnRightString = ""
plot = gsn_csm_contour_map(wks, hgt({500},:,:), res) end
3.3.绘制填色图
load"$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_code.ncl" load"$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_csm.ncl" begin
fi = addfile("./fnl_20050529_12_00.grb", "r")
; print(fi) ; 用于查看文件内容，在知道文件内容后可以注释该行 hgt = fi->HGT_3_ISBL
wks = gsn_open_wks("ps", get_script_prefix_name())
gsn_define_colormap(wks,"WhBlGrYeRe") ; 设置色表
res = True
res@cnFillOn = True; 填色
res@cnLinesOn = False; 去掉等值线
res@cnLineLabelsOn = False; 去掉等值线的数字
res@cnInfoLabelOn = False; 去掉右下角说明
res@gsnSpreadColors = True; 6.1.0后默认即为True
; 设置地图范围
res@mpMinLatF = 0
res@mpMaxLatF = 60
res@mpMinLonF = 60
res@mpMaxLonF = 150
; 设置等值线起止、间隔
res@cnLevelSelectionMode = "ManualLevels"
res@cnMinLevelValF = 5400
res@cnMaxLevelValF = 5900
3.4.绘制矢量箭头
load"$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_code.ncl" load"$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_csm.ncl"
begin
fi = addfile("./fnl_20050529_12_00.grb", "r")
u = fi->U_GRD_3_ISBL
v = fi->V_GRD_3_ISBL
wks = gsn_open_wks("ps", get_script_prefix_name())
gsn_define_colormap(wks,"BlGrYeOrReVi200") ; 设置色表
res = True
res@vcMonoLineArrowColor = False; 彩色箭头
res@vcRefLengthF = 0.04 ; 单位长度箭头的长度
res@vcRefMagnitudeF = 20 ; 单位长度箭头的数值
res@vcRefAnnoArrowUseVecColor = False; 右下角的图例中的箭头保持原来的颜色 res@gsnSpreadColors = True; 6.1.0后默认即为True
; 设置地图范围
res@mpMinLatF = 20
res@mpMaxLatF = 40
res@mpMinLonF = 120
res@mpMaxLonF = 150
; 设置Label Bar
res@lbOrientation = "Vertical"; 竖直放置Laber bar
res@lbBoxLinesOn = False; Label bar上不标记黑线
res@gsnRightString = ""; 去掉右上角的文字
res@gsnLeftString = ""; 去掉左上角的文字
plot = gsn_csm_vector_map(wks, u({850},:,:), v({850},:,:), res)
3.5.绘制流线
load"$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_code.ncl" load"$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_csm.ncl"
begin
fi = addfile("./fnl_20050529_12_00.grb", "r")
u = fi->U_GRD_3_ISBL
v = fi->V_GRD_3_ISBL
wks = gsn_open_wks("ps", get_script_prefix_name())
gsn_define_colormap(wks,"BlGrYeOrReVi200") ; 设置色表
res = True
res@stMonoLineColor = False
res@stArrowLengthF = 0.008 ; 流线箭头的大小
; 设置地图范围
res@mpMinLatF = 20
res@mpMaxLatF = 40
res@mpMinLonF = 120
res@mpMaxLonF = 150
; 设置Label Bar
res@lbBoxLinesOn = False; Label bar上不标记黑线
res@gsnRightString = ""; 去掉右上角的文字
res@gsnLeftString = ""; 去掉左上角的文字
plot = gsn_csm_streamline_map(wks, u({850},:,:), v({850},:,:), res) end
3.6.绘制卫星数据
load"$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_code.ncl" load"$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_csm.ncl"
begin
fi = addfile("./2A25.20020903.27378.7.HDF", "r")
lat = fi->Latitude
lon = fi->Longitude
rain = fi->nearSurfRain
rain@_FillValue = -9999.
rain@lat2d = lat
rain@lon2d = lon
wks = gsn_open_wks("ps", get_script_prefix_name())
gsn_define_colormap(wks, "BlGrYeOrReVi200")
res = True
res@cnFillOn = True
res@cnLinesOn = False
res@cnLineLabelsOn = False
res@cnInfoLabelOn = False
res@cnFillMode = "CellFill"; 可以加快绘图速度
res@mpMinLatF = 20
res@mpMaxLatF = 30
res@mpMinLonF = 130
res@mpMaxLonF = 140
res@pmTickMarkDisplayMode = "Always" ; 默认是每隔5°出现一次坐标数字
3.7.绘制站点数据
NCL绘制站点数据时，会采用三角网络(triangular mesh)的方法。比如有个文本文件存储
绘图结果如下，惨不忍睹。
load"$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_code.ncl"
load"$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_csm.ncl"
begin
fidat = "./rainOut.txt"
nrow = numAsciiRow(fidat)
data = asciiread(fidat, (/nrow, 3/), "float")
lat = data(:,0)
lon = data(:,1)
rain = data(:,2)
wks = gsn_open_wks("ps", get_script_prefix_name())
gsn_define_colormap(wks, "BlGrYeOrReVi200")
res = True
res@cnFillOn = True
res@cnLinesOn = False
res@cnLineLabelsOn = False
res@cnInfoLabelOn = False
res@cnLevelSelectionMode = "ExplicitLevels"
res@cnLevels = (/0.5, 1, 2, 5, 10, 15, 20, 30, 50/)
气象数据处理方法：spss和Excel 一、下载原始txt数据中的经纬度处理：将度分处理成度，Excel处 理 首先除以100，处理成小数格式，这里第一个实际是52度58分， 在Excel中用公式：=LEFT(O2,FIND(".",O2)-1)+RIGHT(O2,LEN(O2)-FIND(".",O2))/60 需注意： 当为整数时，值为空，这时需查找出来手动修改，或者将经纬度这一列的小数位改成两位再试试，可能好使（这个我没尝试） 第二步： 将经纬度转换成投影坐标，在arcgis实现 将Excel中的点导入arcgis，给定坐标系为wgs84地理坐标，然后投影转换成自己定义的等面积的albers投影（因为anusplina软件需要投影坐标，这里转换成自己需要的坐标系）
第三步：spss处理 将下载的txt数据导入spss之后，编辑变量属性，删掉不需要的列，然后将最后需要的那些变量进行数据重组 本实验下载的数据是日均温数据，全国800+个站点2012年366天的数据。相当于有800+ * 366行数据 1.变量 变量属性：变量属性这里的设置决定了在SPLINA这个模块中输入数据的格式，本实验spss处理的气象数据的格式统一用这个：(A5,2F18.6,F8.2,F8.2)，一共5列。
即：台站号，字符串，5位； 经纬度：都是浮点型，18位，6个小数位海拔：浮点型，8位，2个小数位 日均温：浮点型，8位，2个小数位 2.数据重组，将个案重组成变量： 后几步都默认就行：
重组之后结果：变成了800+行，370列，就相当于数据变成了：行代表每个站点，列是代表每一天的数据。 3. 因为anusplin这个软件需要的是投影坐标，在重组完的基础上，将经纬度这两列替换成投影之后的经纬度。 方法1：直接复制粘贴即可 方法二：用合并文件，添加变量功能
A1.1 第一类数据格式: 地面全要素填图数据 文件头： diamond 1 数据说明（字符串）年月日时次总站点数（均为整数） 注：此类数据用于规范的地面填图 数据： 区站号（长整数）经度纬度拔海高度（均为浮点数）站点级别（整数）总云量风向风速海平面气压（或本站气压） 3小时变压过去天气1 过去天气 2 6小时降水低云状低云量低云高露点能见度现在天气温度中云状高云状标志1 标志2（均为整数） 24小时变温 24小时变压 注： 缺值时用9999表示，以后相同。 站点级别表示站点的放大级别，即只有当图象放大到该级别时此站才被填图。以后相同。 当标志1为1，标志2为2时，说明后面有24小时变温变压。否则说明后面没有24小时变温变压。 例子： diamond 1 99年06月15日08时地面填图 99 06 15 08 3016 50468 127.45 50.25 166 16 7 340 6 975 4 8 0.1 38 7 600 9.1 25.0 0 14.7 9999 9999 1 2 1 -3 52533 98.48 39.77 1478 1 8 0 0 98 7 8 0.01 30 8 2500 10.7 30.0 60 16.8 27 9999 1 2 2 3 52652 100.43 38.93 1483 4 8 270 3 115 11 6 0.5 30 4 2500 12.6 15.0 61 16.0 24 17 1 2 1 2 注意：地面自动站数据如果写为该类格式，可以在文件说明中加入可以识别的文字，默认使用“自动”作为识别文字，但自动站文件名定义可以使用8.3格式的“年月
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.doczj.com/doc/9a14887314.html,/Periodical_hnqx200903017.aspx
气象数据集说明文档 1.数据集信息 数据集中文名称：中国地面降水月值0.5°×0.5°格点数据集（V2.0） 数据集代码：SURF_CLI_CHN_PRE_MON_GRID_0.5 数据集版本：V2.0 数据集建立时间： 2.数据来源：该数据集的数据来源包括2个部分：由国家气象信息中心基础资料专项收集、整理的1961年至最新的全国国家级台站（基本、基准和一般站）的降水月值资料；由GTOPO30数据（分辨率为0.05°×0.05°）经过重采样生产的中国陆地0.5°×0.5°的数字高程模型DEM。 3.数据集实体 3.1.数据集实体内容说明 3.1.1.数据集实体文件名称： 中国地面降水月值0.5°×0.5°格点数据集文件命名由数据集代码（SURF_CLI_CHN_PRE_MON_GRID_0.5）、年份、月份标识（YYYYMM）组成。 具体形式：SURF_CLI_CHN_PRE_MON_GRID_0.5 3.1.2.数据集实体文件的内容描述： 数据集存储格式为ARCGIS标准格式，数据集实体包括1961年1月－至最新的逐月数据文件，每个文件中包括的前6行为头文件信息，其中： 第一行"ncols 128"表示实体数据有128列； 第二行"nrows 72"表示实体数据有72行； 第三行"xllcorner 72"表示数据最左下方格点单元的经度范围是72°-72.5°E； 第四行"yllcorner 18"表示数据最左下方格点单元的纬度范围是18°-18.5°N； 第五行"cellsize 0.5"表示网格是0.5°×0.5°的； 第六行"NODATA_value -9999.0"表示中国区域以外的值用-9999.0表示。 从第七行开始是对应网格的降水值，第七行（降水数据第一行）第一列数据网格中心为（72.25°E ，53.75°N），第七行第二列数据网格中心为（72.75°E ，53.75°N），……，数据最后一行最后一列网格中心为（135.75°E ，18.25°N）。降水值保留1位小数。经度单位：度，纬度单位：度，格点降水单位：mm。 3.1.3.特征值说明：中国区域以外的值用-9999.0表示。 3.2.数据存储信息 3.2.1.存储格式和读取：数据集存储格式为ARCGIS标准格式，文本文件，固定长记录，按行读取。 3.2.2.数据集在介质中的放置 存储介质及数量：光盘，1张 存储目录结构： datasets：存放数据集实体文件。共包括1961年1月到2012年5月间的617个月值网格点降水数据文件。 metadata：元数据文档(SURF_CLI_CHN_PRE_MON_GRID_0.5_META_C.doc)。 description：说明文档
气象站实时地面气象数据传输文件格式 本目录下的所有自动站实时报文数据格式均遵循以下说明； 由于国家气象信息中心更改了文件名规范，但文件内容格式未做更改！ 文件名更改参见文件：“附件：自动站观测资料传输文件名调整方案.doc” 2、地面气象要素数据文件 地面气象要素数据文件
⑶第3条记录为小时内分钟降水量，120个字节，每分钟2个字节，即1～2位为第1分钟的记录，3～4为第2分钟的记录……，如此类推，119～120位为第60分钟的记录；每分钟内无降水时存入“00”，微量存入“,,”，降水量≥10.0mm时，一律存入99，缺测存入“//”。 ⑷第4条记录共23个要素值，每组用1个半角空格分隔，排列顺序及长度分配如下
项目编号：RJ20150020 气象数据一体化信息服务平台 设计方案 2016年1月 南京助事达软件科技有限公司
气象数据一体化平台-设计方案 目录 1概述 (3) 1.1背景与预期 (3) 1.2建设内容 (4) 2设计方案 (5) 2.1系统架构 (5) 2.1.1.平台总体架构图 (5) 2.1.2.数据流概览 (6) 2.2分布式解析引擎 (6) 2.2.1.分布式解析引擎概述 (6) 2.2.2.分布式解析设计架构 (7) 2.3气象分布式数据库设计 (12) 2.3.1.气象一体化平台分布式数据库设计概述 (12) 2.3.2.分布式数据库设计架构 (15) 2.4气象资料云服务引擎 (17) 2.4.1.应用授权机制 (17) 2.4.2.授权认证机制 (17) 2.4.3.服务请求基础参数体系建立 (17) 2.5服务版本管理体系建立 (18) 2.5.1.版本管理设计 (18) 2.5.2.建立服务API帮助文档 (18)
1概述 1.1背景与预期 针对以往基础数据库建设分散、标准不统一、服务能力差等问题，按照“系统集成，数据集中，资源集约，功能完善，突出特色”的思路，经过两年半的努力，依托江苏预报业务一体化平台项目建设，初步建成全省统一的基础数据环境，有效提高了信息资源的利用率和数据服务能力，为本省率先实现气象现代化提供了有力支撑。 信息中心在全省气象信息业务建设的基础上，先后出台几十项标准或规范，为一体化体系提供标准支撑，完善了我省气象信息的标准规范体系；优化数据传输流程，时效性可靠性提升显著，省内区域自动站可实现60秒内、雷达数据8分钟之内、省际共享上海市区域自动站100秒内到达预报员桌面；通过“软CAST”同步机制，省市间数据实现了秒级流转；完成了自动站、土壤水份、精细化等50多类数据的解析入库，数据解析的种类和覆盖范围在不断扩充，确保了数据的完整性、一致性。架设全省云平台实现硬件资源的统一管理与分配，达到资源集约化、应用多样化的目标。 为进一步提高和增强气象数据服务能力，科学准确的做好数据服务工作，结合前期预报业务一体化平台使用和市县推广应用情况，在气象数据传输、数据存储和数据应用方面，提出诸多改进措施和方案，旨在不断的提高气象数据服务能力和质量。
地面气象要素数据文件格式（V1.0） 1. 文件名 国家级站单站文件名： Z_SURF_I_IIiii_yyyyMMddhhmmss_O_AWS_FTM[-CCx].txt 国家级站多站打包文件名： Z_SURF_C_CCCC_yyyyMMddhhmmss_O_AWS_FTM.txt 区域级站单站文件名： Z_SURF_I_IIiii-REG_YYYYMMDDHHmmss_O_AWS_FTM[-CCx].txt 区域级站多站打包文件名： Z_SURF_C_CCCC-REG_YYYYMMDDHHmmss_O_AWS_FTM.txt 在文件名中： Z：固定代码，表示文件为国内交换的资料； SURF：固定代码，表示地面观测； I：固定代码，指示其后字段代码为测站区站号； C：固定代码，指示其后字段代码为编报中心代码； IIiii：测站区站号； CCCC：编报中心代码； REG：区域站资料标志，固定代码。区域站资料标志为可选标志，如果文件名包含此标志，则表示文件内容为区域级测站观测资料；如果文件名未包含
此标志，则表示文件内容为国家级测站（包括基准站、基本站、一般站）观测资料；2012年地面气象观测资料传输方式调整暂不涉及区域站。 yyyyMMddhhmmss：文件生成时间“年月日时分秒”（UTC，国际时）； O：固定代码，表示文件为观测类资料； AWS：固定代码，表示文件为自动气象站地面气象要素资料； FTM：固定代码，表示定时观测资料； CCx:数据更正标识，可选标志，对于某测站（由IIiii指示）已发观测数据进行更正时，文件名中必须包含资料更正标识字段。CCx中：CC为固定代码；x取值为A～X，x=A时，表示对该站某次观测的第一次更正，x=B时，表示对该站某次观测的第二次更正，依次类推，直至x=X。 txt：固定代码，表示文件为文本文件。 说明：IIiii与R字段间的分隔符为减号“-”，其它字段间的分隔符为下划线“_”。
数据格式说明第一类数据格式： 用于地面填图diamond 1屏幕上需显示的内容____年__月__日时次总站点数区站号经度纬度拔海高度站点级别总云量风向风速海平面气压（本站气压）3小时变压过去天气1过去天气2 6小时降水低云状低云量低云高露点能见度现在天气温度中云状高云状船向船速第二类数据格式： 用于高空填图diamond 2屏幕上需显示的内容____年__月__日时次层次总站点数区站号经度纬度拔海高度站点级别高度温度露点差风向风速第三类数据格式： 用于通用填图和离散点等值线diamond 3屏幕上需显示的内容____年__月__日时次，层次，线条数等值线值1等值线值2 ......平滑系数，加粗线值，裁剪框的点数，经纬度值1，经纬度值2，......单站内容长度总站点数区站号经度纬度拔海高度量值第四类数据格式： 用于格点等值线diamond 4屏幕上需显示的内容____年__月__日时次时效层次经度格距纬度格距起始经度终止经度起始纬度终止纬度X-DIM Y-DIM等值线间隔等值线起始值终止值平滑系数加粗线值第五类数据格式： 用于TLOGP和剖面图diamond 5屏幕上需显示的内容____年__月__日时次总站点数区站号经度纬度跋海高度单站内容长度百帕高度温度露点风向风速百帕第六类数据格式： 用于传真图1728 X 2400的点阵文件名按国际电码规定命名第七类数据格式： 用于台风路径diamond 7屏幕上需显示的内容台风名称台风编号发报中心总项数____年__月__日时次时效中心经度中心纬度中心最低气压风速七级风圈半径十级风圈半径移向移速最大第八类数据格式： 用于城市站点预报diamond 8屏幕上需显示的内容____年__月__日时次时效总站点数区站号经度纬度拔海高度天气现象风向风速最低温度最高温度天气现象风向风速第九类数据格式：
四、地面气象观测数据文件格式 1、总则 1.1地面气象观测数据是认识和预测天气变化、探索气候演变规律、进行科学研究和提供气象服务的基础，是我国天气气候监测网收集的最重要的资料之一。为适应地面气象观测业务的发展，有必要对2001年版的“全国地面气象资料数据模式”（简称2001 年版A格式）进行补充、修改。 1.2 本格式以中国气象局2003年版《地面气象观测规范》中的“地面气象记录月报表”为依据，对2001年版A格式作了必要的修改和补充，并将格式命名为“地面气象观测数据文件格式”，作为原“全国地面气象资料数据模式”的2003年版。 1.3本格式由一个站月的原始观测数据、数据质量控制标识及相应的台站附加信息构成，包括A文件和J 文件两个文件，附加信息即2001年版的“气表-1封面、封底V文件”，作为A文件的一部分。因此本格式涵盖了气表-1的全部内容。 1.4 根据2003年版的《地面气象观测规范》，本格式在2001年版A格式基础上增加了相关的要素项目；
为了更好地表述数据质量，增加了数据质量控制标识。观测数据部分历史资料中的技术规定可参照“全国地面气象资料信息化基本模式暂行规定”和“补充规定”，本格式不再赘述。 1.5 根据2003年版《地面气象观测规范》的规定，本格式将2001年版单要素分钟降水量J文件更改为多要素分钟观测数据文件，作为A文件的补充，简称J文件。 1.6 2001年版与2003年版A、J格式具体变动内容见附件“2001年版与2003年版格式变动对照表”。 1.7 本格式适用于我国现行各类地面气象台站和不同观测仪器采集的数据。 2、A文件 2.1 文件名 “地面气象观测数据文件”（简称A文件）为文本文件，文件名由17位字母、数字、符号组成，其结构为“AIIiii-YYYYMM.TXT”。
常用气象格式的数据读取及可视化 hzwjy 2012-11-1 本文介绍了气象研究(非业务使用)中的常用的数据格式，读写操作和数据可视化方法。 目录 常用气象格式的数据读取及可视化 (1) 目录 (1) 1. 常用编程语言和工具 (2) 2. 常用的数据格式 (2) 2.1. 普通二进制格式 (2) 2.2. 文本数据 (5) 2.3. NetCDF (6) 2.4. HDF、HDF-EOS、HDF5和HDF-EOS5 (7) 2.5. GRIB和GRIB2 (8) 3. 数据可视化 (8) 3.1. 变量与经纬度 (8) 3.2. 绘制等值线图 (11) 3.3. 绘制填色图 (13) 3.4. 绘制矢量箭头 (15) 3.5. 绘制流线 (17) 3.6. 绘制卫星数据 (18) 3.7. 绘制站点数据 (20) 3.8. 看图工具 (23) 附录： (24) NCL的安装 (24) NetCDF库的安装 (24) GMT的编译 (24) 参考资料 (26)
1.常用编程语言和工具 气象研究中常用的编程语言包括C语言、FORTRAN语言，其中FORTRAN为"FORmula TRANslator"的缩写，意为"公式翻译器"，在数值计算、工程计算等领域有着广泛的应用，使用FORTRAN编写程序也是气象研究最基本的技能之一。 此外还会用到IDL、MatLab、NCL、GrADS等工具进行数据分析和可视化。IDL和MatLab 可用于数值计算和数据可视化，直接使用其内置的函数可以很方便地完成用户所需的各种计算，与FORTRAN相比，其码也更简洁。NCL与GrADS也可以完成数据分析以及数据的可视化，而且它们都是专为气象领域开发的软件，对气象数据的支持较好，绘图也更为方便，经过简单的设置就可以读取数据并绘制各种图像。在平时的使用中，可以以其中的一种工具为主，再稍微了解另外的几种工具，配合使用达到效率的最大化。IDL和MatLab都是商业软件，可以使用GDL (GNU Data Language)和SciLab等作为替代。 除了上面提到的编程语言，也可以使用Python (SciPy)计算机语言进行数据分析和绘图，也可以尝试GMT (Generic Mapping Tools)、ncview、Panoply等工具。 下面的实际操作中主要以FORTRAN (使用gfortran编译器)和NCL (NCL 6.1.0)来实现，本文仅对数据处理和绘图进行简单的介绍，相关语法请参考其它资料。 2.常用的数据格式 2.1.普通二进制格式 由于计算机存储文件都采用二进制形式，所以从广义上讲，所有的存储在设备中的文件都是二进制文件，包括ASCII及扩展ASCII字符中编写的数据或程序指令的文件。这里用"二进制格式"指除文本数据外的文件格式，而"普通"则是为了区分下面将提到的标准科学数据格式。这种文件的数据的存放序列与其在内存中的存放非常相似，所以在输入输出时几乎不需作转化。由于去掉了格式控制，与有格式文件相比，在使用数据信息时所做的处理更简洁迅速；同样也是这个原因使得无格式文件中即使存放着数字，也不能用文本编辑软件打开并看到。FORTRAN的无格式文件便是这种普通二进制格式。 比如将1~10的整形数据存入一个直接存储的无格式文件中：
随着气象数据来源途径的增加，数据量在快速增长，已经达到了超载的境地，如美国国家气象局（National Weather Service，NWS）可用的气象数据在未来的3-5年内成倍增长。但是现有的工具很少可以处理、融合和解译如此大的数据量。本文介绍NWS基于ENVI和IDL开发的4D气象数据可视化平台，此平台可以缓解数据量过大带来的压力。 1气象数据超载 在任何科学邻域，通过卫星和其他途径收集的数据量是庞大的，气象数据也不例外。NOAA在2011年10月28日成功发射了一颗极地轨道卫星（NPOESS –美国环境卫星系统），继续增加气象数据来源途径。相关人员开始担心气象预报员和他们的预报工具是否可以承载如此大的数据量，特别是在重大气象事件发生时。 为了更加有效的应用，NWS开发了4D气象数据集（4D weather data cube）。 2 4D气象数据集 从国家气象局（NWS）到美国联邦航空局（Federal Aviation Administration，FAA）的政府机关正在进行一项研究，他们希望可以融合多种数据源从而建立一个集成的数据库。希望可以加强基于网络的分布式气象信息的合作，并制定动态决策。 造成能见度障碍的一些因素（云、雨和雪等）和气象特征（对流、湍流、冰冻、降雪、云幕能见度、风速和风向等），将会在三维空间进行描述。而时间作为第四维加入气象数据模型中，形成了4D气象数据集（如图1所示），可以使得原有的特征参数具有时间特性。 图1 4D气象数据集示意图 4D数据集将存放在服务器端，并通过面向服务架构的系统（SOA）分发出去。这样，气象学专家可以对每个周期的数据进行判定，为美国联邦航空局（FAA）制定飞行路线提供支持。 3可视化需求 基于网络且可扩展的气象数据快速分析和可视化能力已经成为一种需求。大多数情况下，行业应用人员和其他一些最终用户，并不具有较丰富的专业知识，使得他们对于数据类
气象行业标准《农业气象观测数据XML格式》编制说明 一、工作简况 1.任务来源 本标准由全国气象基本信息标准化技术委员会提出并归口。2019年4月中国气象局政策法规司下发《2019年第二批气象行业标准制修订项目计划》(气法函〔2019〕25号)，本标准正式立项，立项名称《农业气象观测数据XML格式》，项目编号QX/T-2019-86，起草单位为国家气象信息中心。 2.协作单位 国家气象中心。 3.主要工作过程 （1）成立起草组 2019年6月，成立标准起草组，制定编制计划，认真学习了预报司和观测司在2019年6月下发的《预报司关于开展农业气象数据格式标准化扩大试点工作的通知》及《农业气象观测数据ＸＭＬ格式（试用）》，在6个试点省11个试点站积极开展试用版的农业气象观测XML格式的试点工作，收集试点工作中运行的问题。 （2）组织起草，完成征求意见稿 2019年12月，根据试点工作中发现的问题，修改农业气象观测数据XML格式，形成初稿，并在标准起草组内部进行了讨论。 2020年4月，根据《气象数据元时间》和《农业气象和生态气象数据二级分类与编码》，对初稿进行修改，形成征求意见稿。 4.标准主要起草人及其所做的工作 本标准主要起草人为王颖、李轩、庄立伟、张苈、梁剑虹，分工如下： 王颖，负责组织本标准的编制工作，以及标准的起草、修改和完善。 李轩，负责本标准中元素对应的数据元代码确认。 庄立伟，参与本标准的农气二级分类与编码，以及试点试验工作。 张苈，参与本标准前期农气资料调研和XML格式试用稿确认。 梁剑虹，参与本标准前期农气资料调研和XML格式试用稿确认。 二、编制原则和确定标准主要内容的论据 1.编制原则 （1）科学性原则
1 引言 在气象行业内部，气象数据的价值已经和正在被深入挖掘着。但是，不能将气象预报产品的社会化推广简单地认为就是“气象大数据的广泛应用”。 大数据实际上是一种混杂数据，气象大数据应该是指气象行业所拥有的以及锁接触到的全体数据，包括传统的气象数据和对外服务提供的影视音频资料、网页资料、预报文本以及地理位置相关数据、社会经济共享数据等等。 传统的”气象数据“，地面观测、气象卫星遥感、天气雷达和数值预报产品四类数据占数据总量的90%以上，基本的气象数据直接用途是气象业务、天气预报、气候预测以及气象服务。“大数据应用”与目前的气象服务有所不同，前者是气象数据的“深度应用”和“增值应用”，后者是既定业务数据加工产品的社会推广应用。 “大数据的核心就是预测”，这是《大数据时代》的作者舍恩伯格的名言。天气和气候系统是典型的非线性系统，无法通过运用简单的统计分析方法来对其进行准确的预报和预测。人们常说的南美丛林里一只蝴蝶扇动几下翅膀，会在几周后引发北美的一场暴风雪这一现象，形象地描绘了气象科学的复杂性。运用统计分析方法进行天气预报在数十年前便已被气象科学界否决了——也就是说，目前经典的大数据应用方法并不适用于天气预报业务。 现在，气象行业的公共服务职能越来越强，面向政府提供决策服务，面向公众提供气象预报预警服务，面向社会发展，应对气候发展节能减排。这些决策信息怎么来依赖于我们对气象数据的处理。
气象大数据应该在跨行业综合应用这一“增值应用”价值挖掘过程中焕发出的新的光芒。 2 大数据平台的基本构成 2.1 概述 “大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。 大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。换言之，如果把大数据比作一种产业，那么这种产业实现盈利的关键，在于提高对数据的“加工能力”，通过“加工”实现数据的“增值”。 从技术上看，大数据与云计算的关系就像一枚硬币的正反面一样密不可分。大数据必然无法用单台的计算机进行处理，必须采用分布式架构。它的特色在于对海量数据进行分布式数据挖掘（SaaS），但它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库（PaaS）和云存储、虚拟化技术（IaaS）。 大数据可通过许多方式来存储、获取、处理和分析。每个大数据来源都有不同的特征，包括数据的频率、量、速度、类型和真实性。处理并存储大数据时，会涉及到更多维度，比如治理、安全性和策略。选择一种架构并构建合适的大数据解决方案极具挑战，因为需要考虑非常多的因素。 气象行业的数据情况则更为复杂，除了“机器生成”（可以理解为遥测、传感设备产生的观测数据，大量参与气象服务和共享的信息都以文本、图片、视频等多种形式存储，符合“大数据”的4V特点：Volume(大量)、Velocity(高速)、
气象预报质量数据可视化动态图表设计 发表时间：2019-08-14T15:59:31.997Z 来源：《科技新时代》2019年6期作者：王旋1谭俨2 郑士超3 [导读] 对于一般日常工作中的展示，也可以将包含动态图表的excel文件选择性链接入PPT，在演示状态下点击该链接，即可进入图表的动态演示。 （1湖南省湘潭市气象局，湖南湘潭411100；2湖南省气象科学研究所，湖南长沙 410118；3湖南省湘潭县气象局，湖南湘潭 411200）摘要：本文着重探讨了气象预报质量数据可视化动态图表的开发思路及实现方式，不仅能够使界面更加美观、友好，还能实现气象预报质量的显著提高，仅供参考。 关键词：气象预报；质量；数据；可视化 气象业务的运行始终伴随着数据获取处理和分析决策，经过处理之后的各种信息直观地呈现在工作人员面前，通过数据分析决策不断提升气象服务水平。分析天气预报质量检验结果就是考核并提高预报质量的有效手段，通过对各阶段检验结果进行分析，能够熟悉该部门预报特点以及强弱势所在，及时学习和调整总结，提升预报预测水平。而目前湖南各地市集体、个人的预报质量检验的综合报表，大量使用Excel数据表，静态表格往往不够直观，因此，可以在Excel表的基础上建立动态的数据对比图，通过图形形象地把数据表呈现出来，实现数据的切换和展示，能够使界面更美观、友好，从而提升技术质量。 1开发思路 在Excel表原有的表格数据基础上，通过使用其函数公式，以及菜单、图表等，以表格、柱状图等形式对比显示各单位、个人对于各气象要素的预报质量评比分项，以及综合排名评比结果，建立动态数据可视化对比图。 2实现方式 数据源：湖南省各地市气象预报质量检验结果，包括对晴雨、分级降水、一般降水、累加降水、最高气温、最低气温、风向、风速等各个预报要素项目分时次、时段的详细检验Excel报表，以及综合成绩排名Excel报表。本文章中，以综合成绩排名Excel报表为例进行说明。 设置用户选择下拉菜单：在表格中插入下拉选框，以便于用户选择查看数据。先确定用户所需的下拉列表中的项目内容及范围，然后设置Excel表数据菜单中的有效性。有效性设置方法为：选择菜单“设置”中的“允许”下拉菜单为“序列”后，选择相应数据的来源，即用户所需下拉列表中的项目内容数据范围，便设置完成出现下拉菜单（见图1）。 图2 根据名称进行相应数据引用 制作图表：选取表格中的数据，选择菜单“插入”选项中的“图表”，根据数据源的性质选择柱状图表，选择图表数据源中的行以及列，并确定图表的标题，分类X轴，数值Y轴的名称，即完成了基本设置。数据与图表的链接会自动生成，并动态同步更新。其中，需要注意设置图表标题与数据的动态链接更新。 图表美观：为了页面美观、友好，进行图形大小调整及美化。在相应图表上点鼠标右键选择“绘图区格式”、“图表标题格式”等，设置相应的字体、图形、颜色等，完成后的图表如图3，图4所示。当在单元格切换选择不同的地市名称时，图表随之动态更新。
自动气象站数据文件格式 一、自动气象站数据接口文件格式设计 自动气象站数据文件需满足气象观测规范要求，在原自动气象站相关数据文件基本上，并考虑今后功能扩展，以及数据文件的可读性，对原Z文件、FJ.TXT文件的格式做出如下调整，增加了辐射要素数据H文件。 1.Z文件格式调整： 原Z文件中每条记录为240个字节，现在每条记录后，增加回车（13）换行（10）符号，即每条记录为242个字节。 原Z文件的第一条记录作为文件头，在原定义内容中取消“总辐射遥测登记、净辐射遥测登记、直接辐射遥测登记、散射辐射遥测登记、反辐射遥测登记”，以“-” 填充相应位置；在第236~240位置处写入版本号“V2.00”，以利于今后的版本升级 和功能扩展。 原规定的正点数据是在56分采集，现改为00分采集的数据，即00分为正点。 原规定的日照采用真太阳时，现改为地方平均太阳时。 2.大风遥测数据文件FJ.TXT格式调整： 原来规定存放10条记录，现改为存放20条记录。 原FJ.TXT文件每条记录为16个字节，现在每条记录后，增加回车（13）换行（10）符号，即每条记录为18个字节。 3.为适应辐射观测要求，增加了辐射要素数据H文件。 二、基本文件格式描述 根据以上原则，自动气象站接口数据文件由以下文件组成： 文件名称文件说明简介 ZIIiiiMM.YYY 地面常规要素定时数据文件保存全月每天正点时刻的地面常规要素值ZZ.TXT 地面常规要素实时数据文件保存每分钟的地面常规要素值 FJ.TXT 大风遥测数据文件保存达到大风标准的数据，只保留最近20次的记录 HIIiiiMM.YYY 辐射定时数据文件保存全月每天每个定时的辐射要素值HH.TXT 辐射实时数据文件保存每分钟的辐射要素值 三、地面常规要素定时数据文件ZIIIiiiMM.YYY 1.
NOAA系列极轨气象卫星 数据格式
目录 1卫星介绍 (1) 2有效载荷介绍 (2) 3NOAA 1B数据格式 (4) 3.1 压缩形式的1B格式 (4) 3.2 NOAA_K/L/M/N(15,16,17..)卫星1B数据格式 (7) 3.3 NOAA-16/17A TOVS L EVEL 1数据文件格式 (13)
1卫星介绍 目前我国接收、存档和使用的NOAA系列卫星主要分为美国第四代（NOAA-9--NOAA-14）和第五代（NOAA-15--NOAA-17）极轨气象卫星，它们的共同点是卫星姿态为三轴稳定，扫描率为6条扫描线/秒，对地扫描角±55.4度，星下点分辨率1.1公里，卫星轨道是太阳同步轨道，高度在800-850.0公里之间，倾角为98.6-99.1度之间，偏心率小于10E-4。周期101-102分。24小时内卫星绕地球运行14圈左右。回归周期9天左右，所不同的第五代卫星在AVHRR探测器安装改进的甚高分辨率辐射计3型（AVHRR/3），增加CH3A（同CH3B进行时间切换），同时TOVS变为ATOVS，增加微波探测器等先进仪器，并且预处理生成的1B文件由压缩形式改变成二进制长字节文件。现将卫星某些轨道参数介绍如下： NOAA-11卫星： 发射日期1988年9月24日，正式运行日期1988年11月8日 轨道高度：841公里轨道倾角：98.9度轨道周期：101.8分 NOAA-12卫星： 发射日期1991年5月14日，正式运行日期1991年9月17日 轨道高度：804公里轨道倾角：98.6度轨道周期：101.1分 NOAA-14卫星： 发射日期1994年12月30日，正式运行日期1985年4月10日 轨道高度：845公里轨道倾角：99.1度轨道周期：101.9分 NOAA-15卫星： 发射日期1998年5月13日，正式运行日期1998年12月15日 轨道高度：808公里轨道倾角：98.6度轨道周期：101.2分 NOAA-16卫星： 发射日期2000年9月12日，正式运行日期2001年3月20日 轨道高度：850公里轨道倾角：98.9度轨道周期：102.1分 NOAA-17卫星：
附件5： 地面气象要素数据文件格式（V1.0） （中国气象局2012年3月5日） 1. 文件名 国家级站单站文件名： Z_SURF_I_IIiii_yyyyMMddhhmmss_O_AWS_FTM[-CCx].txt 国家级站多站打包文件名： Z_SURF_C_CCCC_yyyyMMddhhmmss_O_AWS_FTM.txt 区域级站单站文件名： Z_SURF_I_IIiii-REG_YYYYMMDDHHmmss_O_AWS_FTM[-CCx].txt 区域级站多站打包文件名： Z_SURF_C_CCCC-REG_YYYYMMDDHHmmss_O_AWS_FTM.txt 在文件名中： Z：固定代码，表示文件为国内交换的资料； SURF：固定代码，表示地面观测； I：固定代码，指示其后字段代码为测站区站号； C：固定代码，指示其后字段代码为编报中心代码； IIiii：测站区站号； CCCC：编报中心代码； REG：区域站资料标志，固定代码。区域站资料标志为可选标志，如果文
件名包含此标志，则表示文件内容为区域级测站观测资料；如果文件名未包含此标志，则表示文件内容为国家级测站（包括基准站、基本站、一般站）观测资料；2012年地面气象观测资料传输方式调整暂不涉及区域站。 yyyyMMddhhmmss：文件生成时间“年月日时分秒”（UTC，国际时）； O：固定代码，表示文件为观测类资料； AWS：固定代码，表示文件为自动气象站地面气象要素资料； FTM：固定代码，表示定时观测资料； CCx:数据更正标识，可选标志，对于某测站（由IIiii指示）已发观测数据进行更正时，文件名中必须包含资料更正标识字段。CCx中：CC为固定代码；x取值为A～X，x=A时，表示对该站某次观测的第一次更正，x=B时，表示对该站某次观测的第二次更正，依次类推，直至x=X。 txt：固定代码，表示文件为文本文件。 说明：IIiii与R字段间的分隔符为减号“-”，其它字段间的分隔符为下划线“_”。
数据格式说明 第一类数据格式：用于地面填图 diamond 1 屏幕上需显示的内容年月日时次总站点数 区站号经度纬度拔海高度站点级别总云量风向风速海平面气压（本站气压） 3小时变压过去天气1 过去天气2 6小时降水低云状低云量低云高露点能见度现在天气温度中云状高云状船向船速 第二类数据格式：用于高空填图 diamond 2 屏幕上需显示的内容年月日时次层次总站点数区站号经度纬度拔海高度站点级别高度温度温度露点差风向风速 第三类数据格式：用于通用填图和离散点等值线 diamond 3 屏幕上需显示的内容年月日时次，层次，线条数等值线值1 等值线值2 ...... 平滑系数，加粗线值，裁剪框的点数，经纬度值1，经纬度值2， ...... 单站内容长度总站点数区站号 经度纬度拔海高度量值 第四类数据格式：用于格点等值线
diamond 4 屏幕上需显示的内容年月日时次时效 层次 经度格距纬度格距起始经度终止经度起始纬度终止纬度 X-DIM Y-DIM 等值线间隔等值线起始值终止值平滑系数 加粗线值 第五类数据格式：用于TLOGP和剖面图 diamond 5 屏幕上需显示的内容年月日时次总站点数 区站号经度纬度跋海高度单站内容长度百帕高度 温度露点风向风速百帕 第六类数据格式：用于传真图 1728 X 2400的点阵文件 文件名按国际电码规定命名 第七类数据格式：用于台风路径 diamond 7 屏幕上需显示的内容台风名称台风编号 发报中心总项数 年月日时次时效中心经度中心纬度中心最低气压最大风速 七级风圈半径十级风圈半径移向移速
第八类数据格式：用于城市站点预报 diamond 8 屏幕上需显示的内容年月日时次时效 总站点数区站号经度纬度拔海高度天气现象 风向风速最低温度最高温度天气现象风向风速 第九类数据格式：用于底图投影变换(不可定义为综合图) diamond 9 投影方式标准经度标准纬度 X放大系数 Y放大系数 X偏移 Y偏移预先保留预先保留预先保留 本轮廓线点数标识字符串颜色线宽线型 {X Y}··· 或者： diamond 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 本轮廓线点数标识字符串颜色线宽线型 {经度纬度}··· 四种投影的缺省标准配置如下： 投影种类投影编码标准经度标准纬度 X放大系数 Y放大系数 X 偏移 Y 偏移
数据文件和记录簿表格式全部试题 一、填空： 1、自动气象站采集数据文件是指由数据采集器处理后，通过通讯接口直接存储到计算机硬盘中的数据文件。它是自动气象站与地面气象测报业务软件的接口数据文件 2、自动气象站采集数据文件由正点地面气象要素数据文件分钟地面气象要素数据文件、实时地面气象要素数据文件、大风数据文件、正点气象辐射数据文件、实时气象辐射数据文件、正点气象辐射补充数据文件等文件组成 3、Z文件（ZIIiiiMM.YYY）中，Z为指示符；IIiii为区站号；MM 为月份，不足两位时，前面补“0”；YYY为年份的后3位。 4、Z文件为随机文件，每月一个，记录采用定长类型，每一条记录218个字节，记录尾用回车换行结束，ASCII字符存盘，每个要素值高位不足补空格。 5、Z文件第一次生成时应进行初始化，初始化的过程是：首先检测Z 文件是否存在，如无当月Z文件，则生成该文件，将全月逐日逐时各要素的位置一律存入相应字长的“-”字符。 6、Z文件按北京时计时，以北京时的00分数据作为正点定时数据。 7、Z文件的第1条记录为本站当月基本参数，每项参数长为5个字节。 8、Z文件中的自动站型号标识：milos系列自动站存入“3”、I型自动站存入“1”、Ⅱ型自动站存入“2”。
9、Z文件中的干湿表通风系数Ai值：扩大107倍后存入。 10、Z文件中每一时次为一条记录，每日24条记录。记录号的计算方法：N=D 24+T-19 。 上式中，N：记录号；D：北京时日期（月末一天21～23时的日期D 取0）；T：北京时。 11、Z文件中第1条后的每一条记录，存54个要素的正点值，以ASCII 字符写入，除能见度和最小能见度为5个字节外，其他每个要素长度为4字节，最后两位为回车换行符。 12、Z文件中的气压，当气压值≥1000.0hPa时，先减去1000.0，再乘以10后存入。 13、Z文件中若要素缺测，除有特殊规定外，则均应按约定的字长，每个字节位均存入一个“/”字符。 14、Z文件中的降水量，无降水时存入空格（4位），微量降水存入“0000”，雨量缺测或雨量传感器停止使用期（含冬季停用或长期故障停用）一律存“----”。 15、当使用湿敏电容测定湿度时，除在湿敏电容数据位写入相应的数据值外，同时应将求出的相对湿度值存入相对湿度数据位置，在湿球温度位置一律存“****”作为识别标志。 16、ZZ.TXT为实时地面气象要素数据文件，简称ZZ文件。 17、ZZ文件中存入54个要素的每分钟瞬时值，以ASCII字符存入，共218个字节。