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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
1.1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。
1.2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)
表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。
表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
1.3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。
表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。
NcEP/NCAR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