NCEP資料掃盲(轉)


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·         美國國家環境預報中心(NCEP)和國家大氣研究中心(NCAR)聯合執行的全球大氣40年資料再分析計划通過CDC(Climate Dianogistic Center)利用磁帶的形式向外發行。現在把資料的基本情況作一簡單的介紹。
1  資料分類
    該資料集分:等壓面資料、地面資料、通量資料

 


11等壓面資料 
    資料格距:2.50 * 2.50的經緯網格
    網格點數:144* 73個格點
    資料范圍:900N~900S,O0E~357.50E
    等壓面層:共17層(hPa),1000,925,850,700,600,500,400,300,250,200,150,100,70,50,30,20,10
    資料文件:文件名由變量名的縮寫和年份組成,如:air.83,表示1983年各等壓面溫度。
    資料內容:各資料的說明見表1
    資料存放方式:每一個要素一年為一個數據文件;在文件中,先存放第1天第1層(l000)的值、…、第17層(10)的值;第2天第1~17層的值、…、該年最后一天第1~17層的值。


12地面資料 
    資料格距:2.50 * 2.50的經緯網格
    網格點數:144 * 73個格點
    資料范圍:900N~900S,00 E~357.50E
    資料層:地面或近地層(0.995層)

 

1  等壓面資料說明

 

 


 

 

變量名縮寫               物理量                   單位

 

 


 

 

air                      溫度                     0.1K
hgt                      位勢高度                 m
rhum                     相對濕度                 %
shum                     比濕                     0.00001 kg/kg
omega                    垂直速度                 0.001 Pa/s
uwnd                     緯向風速                 0.1m/s
vwnd                     經向風速                 0.1m/s

 

 


 

 

    資料文件:文件名由變量名的縮寫、層和年份組成,如:air.Sig995.83,表示1983年地面溫度。
    資料內容:各資料的說明見表2
    資料存放方式:每一個要素一年為一個數據文件;在文件中,先存放第1天的值、第2天的值、…、該年最后一天的值。

 

2  地面資料說明

 

 


 

 

變量名縮寫和層          物理量                          單位

 

 


 

 

air.sig995             溫度                            0.1K
lftx.sfc                地面抬升指數                    0.1K
lftx4.sfc               最佳(4層)地面抬升指數         0.1K
omega.sig995            垂直速度                        0.001Pa/s
pottmp.sig995           位溫                            0.1K
pr-wtr.eatm            可降水量(整層氣柱)            0.1kg/m2
pres.sfc                地面氣壓                        10Pa
rhum.sig995             相對濕度                        %
slp                     海平面氣壓                      10Pa
uwnd.Sig995            緯向風速                        0.1m/s
vwnd.sig995             經向風速                        0.1m/s
hgt.sfc                 地形高度                        m  
land                    海陸分布

 

 


 

 

 

13通量資料 
    資料網格:T62高斯格點,192 * 94個格點
    資料范圍:88.5420N~88.5420S,00E~358.1250E
    資料文件:文件名由變量名的縮寫和年份組成,如:pres.hcb.83,表示1983年高雲底的氣壓。
    資料內容:各資料的說明見表3
    資料存放方式:每一個要素一年為一個數據文件;在文件中,先存放第1天的值、第2大的值、…、該年最后一天的值。

 

3  通量資料說明

 

 


 

 

變量名縮寫和層              物理量                    單位

 

 


 

 

csulf.ntat              凈空向上長波通量              W/m2
csusf.ntat              凈空向上短波通量              W/m2
dswrf.ntat              向下短波輻射通量              W/m2
pres.hcb                高雲底氣壓                    10Pa
pres.hct                高雲頂氣壓                    10Pa
pres.lcb                低雲底氣壓                    10Pa
pres.lct                底雲頂氣壓                    10Pa
pres.mcb                中雲底氣壓                    10Pa
pres.mct                中雲頂氣壓                    10Pa
tcdc.eatm              總雲量                        %
ulwrf.ntat              向上長波輻射通量              W/m2
uswrf.ntat              向上短波輻射通量              W/m2

 

 


 

 

 

2  資料使用

  
    以上資料用netCDF(Netware  Communication  Data  Format)格式以壓縮二進制的形式存儲。
    在機器上安裝支持netCDF格式的GrADS繪圖系統,我們以兩個簡單的例子來說明如何使用該資料集。
    例1:顯示1960年5月3日500  hPa高度場,假設該資料文件:hgt.60已在當前目錄,進入CrADS:
          ga>sdfopen  hgt.60          〈回車〉  (掃開支件)
          ga>set  z  6                  <回車>   (第6層為500  hPa)
          ga>set t  123                <回車>   (第123日為5月3日)
          ga>d hgt                      <回車>   (d表示顯示水,hgt是變量縮寫)
    此時屏幕顯示的是1960年5月3日500hPa高度圖。
    例2:讀出1960年5月3日~10日共8日的北半球500hPa位勢高度場,進入GrADS:
          ga>sdfopen  hgt.60          <回車>   (打開文件)
          ga>set  x  l  l44            <回車>   (X方向整個緯圈)
          ga>set  y  37  73            <回車>   (緯度0~900N)
          ga>set  z  6                 <回車>   (第6層為500hpa)
          ga>set  t  123  130         〈回乍〉  (第123~130日為5月3~10日)
          ga>set  fwrite  h500.grd   〈回車〉  (設置輸出文件名為:h500.grd)
          ga>set  gxout  fwrite       〈回車〉  (設置輸出)
          ga>d  hgt                   〈回車〉  (d表示顯示,hgt是變量縮寫)
    此時,文件:h500.grd中包含了l960年5月3日~10日共8日的北半球500hpa位勢高度場資料,相應的可以用如下的FORTRAN程序把它讀出:
    DIMENSION H(144,37,8)
    OPEN(1,FILE=‘H500.GRD’,FORM=‘UNFORMATTED’,ACCESS=‘DIRECT’,RECL=144*37*8*4)
    READ(1,REC=1)H
      .
    .
    .
    STOP
    END

 

 

 

 

 

 

 

nc格式文件的讀取

 

 

    下面給出使用Grads讀取nc格式文件的一個范例腳本文件(.gs文件):

 

    以位勢高度場為例(紅色字體為解釋說明語句;藍色字體為輸入的命令,也就是gs文件的內容)

 

‘reinit’

‘sdfopen d:\xxxx\hgt.mon.mean.nc ‘  (打開需要的nc文件,注意路徑)

   

‘set gxout fwrite’

‘set fwrite d:\xxxxxx\hgt.bin’     (指定要輸出的二進制文件名和路徑)

 

‘set lon 0 357.5’

‘set lat -90 90 ‘                  (設定寫出區域范圍,這是全球范圍,第一句是必需的,如果是用默認,則會在x方向輸出為145個點,要注意)

 

 

‘set lev 1000’                       (設定要輸出的層次)

‘set t 1 640’                        (設定時間范圍)

 

‘d hgt’                           (輸出)

 

‘reinit’

 

這樣就生成了需要的二進制文件,其對應的ctl文件需要另外給出。

 

以上是輸出單層的二進制文件,把多層的數據放在同一個二進制文件中,就要使用循環,根據grads規定的數據存放次序(依次為經度、緯度、高度、變量、時次),如下:

 

‘reinit’

‘sdfopen d:\xxxx\hgt.mon.mean.nc’    (打開需要的nc文件,注意路徑)

   

‘set gxout fwrite’

‘set fwrite d:\xxxxxx\hgt.bin’         (指定要輸出的二進制文件名和路徑)

 

‘set lon 0 357.5’

‘set lat -90 90’                     (設定寫出區域范圍,這是全球范圍,第一句是必需的,如果用默認set lon 0 360,則會在x方向輸出為145個點,要注意)

 

t=a                             (a為起始時次)

while(t<=b)                    (開始循環,b為結束時次)

‘set t’ t                           (設定時次)

 

‘set lev 1000’                       (設定要輸出的層次)

‘d hgt ‘                          (輸出)

 

‘set lev 925’                       (設定要輸出的層次)

‘d hgt ‘                          (輸出)

 

‘set lev 850’                       (設定要輸出的層次)

‘d hgt ‘                          (輸出)

 

‘set lev 700’                       (設定要輸出的層次)

‘d hgt ‘                          (輸出)

 

‘set lev 600’                       (設定要輸出的層次)

‘d hgt ‘                          (輸出)

 

‘set lev 500’                       (設定要輸出的層次)

‘d hgt ‘                          (輸出)

  。

。                        (可以添加任意的層次)

。                  (由於高度分布不連續而且數量有限,所以用這種方法)

t=t 1

endwhile                           (結束循環)

‘reinit’

繼美國環境預報中心(NCEP)和國家大氣研究中心(NCAR)聯合推出月平均再分析資料(1949-01)和日平均再分析資料(1958-01-01)后,最近又正式對外發布逐6h再分析資料集(1958-01-01T00),這為研究天氣尺度和中尺度系統變化過程提供了良好的條件,並能為中尺度數值模式及區域氣候模式提供初始場和側邊界條件。


    該資料以netCDF(netware Common Data Form)的形式存儲,通常可用COLA發展的自由軟件GrADS或PMEL發展的可視化自由軟件FERRET和RSI提供的商用軟件包IDL進行操作處理,逐6h再分析資料集包括7個基本氣象要素,根據變量名逐年生成獨立文件。氣溫、位勢高度、緯向風和經向風文件容量均為521Mb/a(17層);相對濕度和比濕文件容量均為245Mb/a(8層);垂自速度文件容量為367Mb/a(12層)。因此全部42年7要素逐6h再分析資料需要124Gb的介質存儲,資料量極其龐大。中心近期已獲得1969、1980、1991和1998年完整的資料集(注:這些年份是在近30年來長江流域4個降水正異常年份。

 

NcEPNCAR全球逐6h再分析資料一覽表

 

 


 

 

  光盤編號      變量名        文件名        文件容量(Mb)     單位          比率

 

 


 

 

   A            氣溫           air             521              K            10-1

   B            位勢高度       hgt             521              m            100

   C            相對濕度       rhum            245              %            100

   C            比濕           shum            245              kg.kg-1      10-5

   D            垂直速度       omega           367              Pa.s-1       10-1

   E            緯向風         uwnd            521              m.s-1        10-1   

   F            經向風         vwnd            521              m.s-1        10-1

 

 

轉:http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=viewthread&tid=907&extra=&page=1


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