浅谈GRADS气象绘图软件的使用
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文章编号:1007-6190(2004)04-0035-02用G rADS制作ncep再分析资料气象要素图杨兆礼(中国气象局广州热带海洋气象研究所,广州 510080)中图分类号:P409 文献标识码:B G rads气象图形系统是目前国内外气象界通用的标准图形环境之一。
用它来画气象要素图很方便。
本文简单介绍了如何使用G rads气象图形系统来对NCEP/NC AR再分析资料进行简单的绘图处理。
1 NCEP/NC AR再分析资料简介NCEP/NC AR再分析资料是美国国家环境预报中心(NCEP)和国家大气研究中心(NC AR)采用美国全球气候资料同化分析系统进行四维同化分析后获得的全球同化资料。
其全部历史资料来源于美国国家气候资料中心(NC DC)。
使用ncdum p命令,可以看到高空NCEP/NC AR 再分析资料的属性如表1所示。
每天共有4个时次,有73个纬度和144个经度,等压面共有8~17层(hPa),分别是:1000,925,850,700,600,500,400, 300,250,200,150,100,70,50,30,20,10hPa。
表1 NCEP高空等压面再分析资料说明(以1991年为例)文件名要素名称单位层次Air.1991.nc气温K°17Hgt1991.nc位势高度m17rhum1991.nc相对湿度%8shum1991.nc比湿kg/kg8omega1991.nc垂直速度pascal/s12uwnd1991.nc风—U分量m/s17vwnd1991.nc风—V分量m/s17 地面NCEP/NC AR再分析资料共有94个纬度和192个经度。
包括了气温、云强迫净长波通量、对流降水率、晴空长波射入通量、射入长波辐射通量、射入日辐射通量、地表热通量、冰盖判示、可能蒸发率、降水率、气压、水径流、风—U分量(10m 处)、风—V分量(10m处)等共42种要素。
2 选择绘图要素NCEP/NC AR再分析资料的文件名中,第1个单词便是我们绘图时要用到的变量名。
以下技巧总结都是笔者从学习实践过程中总结出来的,基本的问题。
不求全面,希望对读者学习有用,如果有问题,敬请留言指正,以促进交流学习!1、软件综述:grads软件是一款绘图软件除了绘制图形,还可以提取数据,主要应用是在大气科学中,当然只要是数据处理成grads能够读取的数据文件就可以进行相关绘图。
软件版本问题,软件本身不是很大,我接触到1.8、1.9、2.0版本的,1.8版本的安装很多情况还要修改环境变量、1.9版本的不识别‘sdfopen’命令,最稳定的版本是2.0版本,所以笔者推荐学习者安装2.0版本,选择默认安装路径就可以。
2、文件类型简述:grads处理的是网格数据,可以处理的数据类型有:grd、grib、nc(海洋常用的数据),cdf(雷达卫星数据),其中nc、cdf数据都是自带描述文件,不需要ctl,grib数据要通过命令生成ctl、index数据才可以调用,常用的是grd数据,需要ctl。
3、数据文件转换:grads软件识别的数据是二进制无格式数据,文件类型是‘binary’,写入和生成时是不需要格式的如read(20) sst(i,j,iz,it),20为文件号,通常是十进制数据与grd数据间转换,这里给一个grd转换成txt数据的fortran程序:parameter(nx=56,ny=41,nz=1,nt=360)dimension sst(nx,ny,nz,nt)real sstopen(15,file='sst.grd',form='binary') !固定的用form=‘binary’就是二进制数据open(16,file='sst.txt') !新建txt文件do it=1,ntdo iz=1,nzread(15) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) !read后只有文件号,数据是无格式的enddoenddodo it=1,ntdo iz=1,nzwrite(16,*) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) !输出时是txt文件可直接看的数据,有格式输出,有*enddoenddoclose(15)close(16)end写程序时:注意格点数要与数据对应,如:上程序对应的数据是经度90~200,纬度-20~60,时间:1971.01~2000.12共360个月的海面温度数据,数据格点精度2*2 ,nx=(200-90)/2+1,ny=(60-(-20))/2+1,nt=360,nz=1,大气的数据要根据数据的层次确定几层。
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 62410031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)04-0057-031 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 :///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。
以下技巧总结都是笔者从学习实践过程中总结出来的,基本的问题。
不求全面,希望对读者学习有用,如果有问题,敬请留言指正,以促进交流学习!(笔者:阿木)1、软件综述:grads软件是一款绘图软件除了绘制图形,还可以提取数据,主要应用是在大气科学中,当然只要是数据处理成grads能够读取的数据文件就可以进行相关绘图。
软件版本问题,软件本身不是很大,我接触到1.8、1.9、2.0版本的,1.8版本的安装很多情况还要修改环境变量、1.9版本的不识别‘sdfopen’命令,最稳定的版本是2.0版本,所以笔者推荐学习者安装2.0版本,选择默认安装路径就可以。
2、文件类型简述:grads处理的是网格数据,可以处理的数据类型有:grd、grib、nc(海洋常用的数据),cdf(雷达卫星数据),其中nc、cdf数据都是自带描述文件,不需要ctl,grib数据要通过命令生成ctl、index数据才可以调用,常用的是grd数据,需要ctl。
3、数据文件转换:grads软件识别的数据是二进制无格式数据,文件类型是‘binary’,写入和生成时是不需要格式的如read(20) sst(i,j,iz,it),20为文件号,通常是十进制数据与grd数据间转换,这里给一个grd转换成txt数据的fortran程序:parameter(nx=56,ny=41,nz=1,nt=360)dimension sst(nx,ny,nz,nt)real sstopen(15,file='sst.grd',form='binary') !固定的用form=‘binary’就是二进制数据open(16,file='sst.txt') !新建txt文件do it=1,ntdo iz=1,nzread(15) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) !read后只有文件号,数据是无格式的enddoenddodo it=1,ntdo iz=1,nzwrite(16,*) ((sst(i,j,iz,it),i=1,nx),j=1,ny) !输出时是txt文件可直接看的数据,有格式输出,有*enddoenddoclose(15)close(16)end写程序时:注意格点数要与数据对应,如:上程序对应的数据是经度90~200,纬度-20~60,时间:1971.01~2000.12共360个月的海面温度数据,数据格点精度2*2 ,nx=(200-90)/2+1,ny=(60-(-20))/2+1,nt=360,nz=1,大气的数据要根据数据的层次确定几层。
气象绘图软件GrADS使用要点
高文良;陈忠明;闵文彬
【期刊名称】《高原山地气象研究》
【年(卷),期】2002(022)002
【摘要】通过介绍GrADS绘图软件,分析了其优点及难点,指出了GrADS的使用要点.
【总页数】2页(P49-50)
【作者】高文良;陈忠明;闵文彬
【作者单位】四川省气象科学研究所,成都,610071;四川省气象科学研究所,成都,610071;四川省气象科学研究所,成都,610071
【正文语种】中文
【中图分类】TP302.4
【相关文献】
1.气象绘图软件GrADS高级使用技巧 [J], 高文良;刘晓燕;曾小东
2.GrADS绘图软件在气象应用中的一些技巧 [J], 阎冠华
3.浅谈GRADS气象绘图软件的使用 [J], 陈建萍;陈兴旺;李进
4.使用GrADS绘图软件的几点体会 [J], 刘宣飞
5.浅谈GRADS气象绘图软件对站点资料的使用 [J], 张娟;冯蜀青
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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1.1 启动GrADS1.2 退出GrADS1.3 示例演示GrADS 命令的使用第二章GrADS绘图软件概述1 GrADS绘图软件简介TheGridAnalysisandDisplaySystemGrADS )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In ternet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/xyzt4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、windowsmetafile 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。
2 In ternet 上的GrADS 资源2.1GrADS 在In ternet 上的主页GrADS 主页地址:rg/grads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,2.2windows环境下GrADS资源----- G rADS软件包安装执行程序。
GrADS绘图软件使用手3第三章GrADS数据格式每一组GrADS数据应至少包括两组数据文件,数据描述文件—ASCII 码和数据文件—二进制,数据的真正存放地。
数据文件中只是用户数据的有序排放,而关于数据种类、排放次序等是单独放在一个文件中的称—数据描述文件。
而象GRIB和NETCDF等通用数据格式,以上两者是存于同一个文件的—或称为自定义/自解释格式数据。
但考虑到GrADS传统,对这类自定义格式数据仍将生成相应的数据描述文件。
上一章中我们已使用过了这样的一组数据。
以此为例,介绍用户如何按GrADS的格式,将自己的数据生成相应的数据文件和数据描述文件。
1.格点数据描述文件model.le.ctl文件清单:以某开始的行为注解行。
1.1数据描述文件各项解释1.DSET数据文件名定义与此数据描述文件相对应的数据文件名。
若两者位于同一目录,前面的路经可以省略或以“^”开始,代表两者位于同一目录。
若不在同一目录下,应给出路经参数。
如:c:/pcgrad/ample/model.le.dat56注意路经的给法与DOS不同,而与UNI某环境一致,便于移植!或c:\\pcgrad\\ample\\model.le.dat,两种都行。
2.TITLE数据文件说明文字串。
3.UNDEFvaule定义缺测值。
一般给一很大的正/负值,表示,当取值超过这一正值/低于定义的负值,认为该值无效。
(GrADS采用跳过或用周围有效点的值处理。
)4.OPTIONS这里定义了与二进制存储有关的选项,二进制存储的一大特点是可移植性差,因此通过keyword项来增加可移植性。
若keyword省略,则OPTIONS也可省略。
可取:equential:顺序无格式方式。
yrev:Y维与YDEF定义相反方式存放。
zrev:Z维与ZDEF定义相反方式存放。
big_endian:如数据是在un,gi,hpcray机器上生成的,而目前不在此类机器上使用。
G rADS绘图软件的汉化研究及业务应用刘文明 李辑 蒋大凯 张凯 (辽宁省气象台 沈阳110015)摘 要 根据点阵字库显示原理,提供了一种在GrADS中显示汉字的方法,建立了基于GrADS的具有中文操作界面的短期气候预测综合信息处理系统,并论述了与图形显示有关的部分GrADS使用方法。
关键词 GrADS绘图软件 汉化研究 图形显示 业务应用 在许多气象图形分析软件(如Micaps、Ncar、GrADS、Matlab等)中,Grid Analysis and Display System(GrADS)以图形美观、功能强大、操作简便、跨应用平台等优点得到国内外广大气象工作者的认可。
在国内,GrADS中的汉字显示问题一直未得到很好解决。
本文以利用GrADS制作中文界面的短期气候预测工作平台为例,来说明GrADS中的汉字显示及其相关的一些图形显示使用技巧。
1 G rADS汉化方案1.1 原理从16×16点阵汉字库中取得汉字的点阵字模信息,利用GrADS画点绘图指令,按点阵汉字的显示方式将汉字一点一点地画在屏幕上,以达到显示汉字的目的。
1.2 获取汉字字模根据国标对汉字库的统一规定:汉字库分成若干个区,每个区有94个汉字,每个汉字均有一个确定的区码和位码。
知道了区位码就相当于知道了汉字在字库中的位置。
由于汉字的内码与区位码有确定的关系,所以只要通过汉字的内码就可以得到汉字的区位码,从而就可以获得该汉字的字模。
设某个汉字的内码为zzbb,则该汉字在字库中的位置(记录号)为: Rec-(zz-161)×94+(bb-161)得到记录号后乘以32,则为该汉字在字库中字模第一个字节的位置,连续读取32个字节,就可以得到这个汉字的字模。
按上述原理用FOR TRAN90编制一字模转换程序,预先生成所需的字库文件。
源程序文件CHL IB.F90输入文件HZK16(UCDOS系统提供的16×16点阵汉字库)HCSTR.TXT(汉字串或全角字符串文件)CHSTRFIL.TXT(字库文件名文件)输出文件CHSTRFIL.TXT中的字库文件。