CDO學習1 CDO簡介

參考自如下網站 

http://www.ceda.ac.uk/static/media/uploads/ncas-reading-2015/cdo.pdf

介紹

• 一個有幾百種操作符的單獨命令
• CDO受NCO啟發，通過命令行，提供了一系列的氣候數據相關的操作
• 主要是被設計用在操作netCDF3/4，GRIB1/2
• 眾多的函數可以被用在任何NetCDF/格點化數據
• 非常適合與特定任務
• 有效的調動內存

CDO：一個命令行工具

$ cdo <operator> [options] <files>

CDO操作的類別

1. 文件信息和文件操作符
2. 選擇和比較
3. 元數據的修改
4. 算術操作符
5. 統計分析
6. 回歸和內插
7. 矢量和譜轉換
8. 格式化I/O
9. 氣候指數

眾多操作符

CDO將其的功能分解成單獨的操作符

當前（2015年）有超過650個操作符。如

showstdname Show standard names

sellonlatbox Select a longitude/latitude box

setmissval Set a new missing value

monadd Add monthly time series

zonstd Zonal standard deviation

eca_hd Heating degree days per time period

得到操作符的參考

如需參考，只需輸入：cdo -h <operator>

 操作符：1.文件信息

 $ cdo infov ifile 

這是一個帶有一個2D變量的數據集的示例結果，包括3個時間步長：

-1 : Date Time Varname Level Size Miss : Minimum Mean Maximum
1 : 1987?01?31 12:00:00 SST 0 2048 1361 : 232.77 266.65 305.31
2 : 1987?02?28 12:00:00 SST 0 2048 1361 : 233.64 267.11 307.15
3 : 1987?03?31 12:00:00 SST 0 2048 1361 : 225.31 267.52 307.67

 

$ cdo showtimestamp ggas2014121200_00-18.nc
2014-12-12T00:00:00 2014-12-12T06:00:00 2014-12-12T12:00:00 2014-12-12T18:00:00

 

$ cdo pardes ggas2014121200_00-18.nc
-1 CI Sea-ice cover [(0 - 1)]
-2 SSTK Sea surface temperature [K]
-3 MSL Mean sea-level pressure [Pa]
-4 TCC Total cloud cover [(0 - 1)]
-5 U10 10 metre U wind component [m s**-1]
-6 V10 10 metre V wind component [m s**-1]
-7 SKT Skin temperature [K]

 

很容易看到2個文件之間數值差異的概況：

$ cdo diff tas_rcp45_2055_ann_95p_change.nc tas_rcp45_2055_ann_05p_change.nc
Date Time Param Level Size Miss : S Z Max_Absdiff Max_Reldiff
1 : 2065-12-30 12:00:00 -1 0 64800 0 : T F 16.693 0.99997
1 of 1 records differ

 

操作符的所有文件列表包括

• 賦值和連接
• 合並場和時間
• 按變量/層次/格點/時間分割場

一些例子

To copy a file and convert the output to NetCDF:

 $ cdo −f nc copy ifile ofile.nc 

To merge all files along the time axis:
 $ cdo mergetime ifile1 ifile2 ifile3 ofile 

可以用一些不同的方法選擇數據包括：

• 變量碼，名稱或者屬性
• 層次
• 時間
• 空間區域（緯度/經度）

 

操作符：2.選擇

用id選擇變量：“SSTK”和"CI":

 $ cdo selname,SSTK,CI infile.nc outfile.nc 

To select a lat/lon bounding box:
 $ cdo sellonlatbox,120,-90,20,-20 infile.nc outfile.nc 

To select a date/time range:
 $ cdo seldate,2014-12-12T12:00:00, 2015-01-31T18:00:00 infile.nc outfile.nc 

 

操作符：3.修改

設置時間軸到198701-16 12:00, 時間增量一個月增量 使用

 $ cdo settaxis,1987-01-16,12:00,1mon ifile ofile 

將一個2維場緯度從N到S反轉成S到N

 $ cdo invertlat ifile ofile 

 

操作符：4.算術

計算所有場元素的平方根：

 $ cdo sqrt ifile ofile 

將所有輸入場加入一個常數-273.15：

 $ cdo -addc,-273.15 ifile ofile 

 

操作符：5.統計

計算所有輸入場的緯向平均：

 $ cdo zonmean ifile ofile 

假設輸入數據集具有數年的月度平均值。 為了從月度計算季節性均值，必須跳過前兩個月：Assume an input dataset has monthly means over several years. In order to compute seasonal means from monthly means the first two months must be skipped:

 $ cdo timselmean,3,2 ifile ofile 

多年逐日滑動百分值：

• 為了計算一個百分值，必須知道最小和最大邊界。

 $ cdo ydrunpctdl,p,nts infile minfile maxfile outfile 

該運算符寫滑動的百分值對於一年中的每一天，從infile寫到outfile。最小和最大邊界用minfile和maxfile提供。

計算一個對年逐日的滑動百分率值，需要執行多步。

$ cdo ydrunmin,5 ifile minfile
$ cdo ydrunmax,5 ifile maxfile
$ cdo ydrunpctl,90,5 ifile minfile maxfile ofile

 

操作符：6 內插

為了將所有場線性插值到一個T42高斯格點。

 $ cdo remapbil,t42grid ifile ofile 

為了將混合模式層數據插值到氣壓層925,850,500和200 hPa

 $ cdo ml2pl,92500,85000,50000,20000 ifile ofile 

 

操作符：9 氣候指數

得到一個逐日降水總量時間序列找那個連續干日的最大數目。

 $ cdo eca_cdd rrfile ofile 

其中rrfile是逐日降水總量RR的時間序列，然后統計了連續天數的最大值，當RR小於1 mm時。

為了得到熱帶夜晚一個時間序列逐日最小溫度

 $ cdo eca_tr tnfile ofile 

其中tnfile是逐日最低溫度TN的時間序列，隨后統計的是當TN>T時候的天數。T是一個可選的參數，其缺省值T=20℃。

 

除此之外CDO還能做什么？ CDO有許多通用的命令行開關，可以與（大多數）運算符一起使用。 這是一個選擇：

-a 生成絕對時間軸Generate an absolute time axis
-f <format> 指定格式Specify format ("grb", "nc", "nc4" etc)
-m <val> 設置默認缺測值Set the default missing value
-Q 對netCDF變量名排序Sort netCDF variable names
-r 生成相對時間軸Generate a relative time axis
-s 靜默模式Silent mode
-V Version of CDO
-v Verbose - print extra details.
-z zip Deflate compression of netCDF4 vars.

 

組合運算符

所有的運算符都有一個固定的輸入流和一個輸出流，可以直接將結果管道給其它的操作符。這個操作符必須以“-”開始，為了和其它相結合。可以通過一下，來促進性能：

• 減少不必要的磁盤I/O
• 並行執行

例如，我們可以把

$ cdo timavg ifile1 tmp1
$ cdo dayavg ifile2 tmp2
$ cdo sub tmp2 tmp1 ofile
$ rm tmp1 tmp2

替換成

$ cdo sub -dayavg ifile2 -timavg ifile1 ofile

 

組合運算符：例子2

以下三個命令是計算一個多年逐日滑動百分率，需要多步：

$ cdo ydrunmin,5 ifile minfile
$ cdo ydrunmax,5 ifile maxfile
$ cdo ydrunpctl,90,5 ifile minfile maxfile ofile

可以通過一個簡單的命令替換

$ cdo ydrunpctl,90,5 ifile -ydrunmin ifile -ydrunmax ifile ofile

 

更多信息 

CDO User Guide： https://code.mpimet.mpg.de/projects/cdo/embedded/cdo.pdf

CDO Home page:  https://code.zmaw.de/projects/cdo

CDO Tutorial:  https://code.zmaw.de/projects/cdo/wiki/Tutorial

CDO Documentation:  https://code.zmaw.de/projects/cdo/wiki#Documentation