CDO學習2 CDO 入門教程Tutorial

用戶手冊，參考https://code.mpimet.mpg.de/projects/cdo/embedded/cdo.pdf

本文翻譯搬運自https://code.mpimet.mpg.de/projects/cdo/wiki/Tutorial

教程

CDO軟件是一個包含大量標准處理氣候和預報模式數據的算子的集合。該算子包括簡單的統計和算術方程，資料選取和二次抽樣，和空間插值。

開發CDO是為了為GRIB [GRIB]和NetCDF [NetCDF]數據集提供相同的處理功能集整合在一個包中。

CDI(氣候數據接口)用於快速和文件格式獨立訪問GRIB和NetCDF數據集。還支持本地MPI-MET數據格式SERVICE，EXTRA和IEG。

GRIB和NetCDF數據集存在一些限制。 GRIB數據集必須一致，類似於NetCDF。 這意味着所有時間步都需要具有相同的變量，並且在一個時間步長內，每個變量只能出現一次。 NetCDF數據集僅支持經典數據模型和最多4維的陣列。 這些尺寸應僅用於水平和垂直網格以及時間。 NetCDF屬性應遵循GDT，COARDS或CF約定。

引言

顯示所有cdo選項

cdo -h

獲得所有操作符有一個簡短的聲明

cdo -h

得到更多一個運算符的信息

cdo -h <operator>

得到完整信息的最好方法是閱讀文檔[[https://code.mpimet.mpg.de/projects/cdo/embedded/index.html]]

在開始工作前需要知道數據存儲了哪些變量，什么格點，不要忘記查看定義的全局的變量維數屬性。

使用'cdo info'命令，您可以看到時間步，層次，最小值，最大值，平均值和缺測值。 輸入

cdo -info <infile>

 

並且使用NCO的ncdump可以顯示所有元數據和數據內容。 要顯示文件的元數據，請鍵入

ncdump -h <infile>

 

 

基本用法

1. 顯示文件的變量Display variables of a file

   cdo -showname <infile>

2. 顯示文件的時間步數目Display number of timesteps of a file

   cdo -ntime <infile>

3. 顯示格點信息？Display Information about the underlying grid: griddes does the following:

   cdo -griddes tsurf.nc
   

4. 文件轉換到不同類型File conversion with different file types: Copying whole data sets can be easily done with the copy operator. 
   With the '-f' switch, you can choose a new file type:

   cdo -f grb -copy tsurf.nc tsurf.grb

   Combine this with the '-z' options for changing to a higher compression ration:

   cdo -f grb -z szip tsurf.nc tsurf.grb

5. 選擇變量Select variables from file: select variable tas

   cdo -selname,tas <infile> <outfile>

   select variables u10 and v10

   cdo -selname,u10,v10 <infile> <outfile>

6. 選擇時間步Select timesteps from file: e.g. select only the 3rd time step

   cdo -seltimestep,3 <infile> <outfile>

   or select 3 timesteps

   cdo -seltimestep,1,13,25 <infile> <outfile>

   or select a time range from 1 to 12

   cdo -seltimestep,1/12 <infile> <outfile>

   If you have a list of dates (e.g. format YYY-MM-DD) you can use the select operator:

   cdo -select,date=date1,date2,...,dateN <infile> <outfile>

7. 選取子區域Select only data of the northern hemisphere (sub-region):

   cdo -sellonlatbox,-180,180,0,90 <infile> <outfile>

8. 經緯度網格重新排列Rearrange data from longitude 0 to 360 degrees to -180 to 180 degrees (latitude: -90 to 90 degrees):

   cdo -sellonlatbox,-180,180,-90,90 <infile> <outfile>

9. 經緯度反轉Invert the latitudes from north-south to south-north:

   cdo -invertlat <infile> <outfile>

10. 轉換成攝氏度Convert from K to degC when input file contains temperature values:

    cdo -addc,-273.15 <infile> <outfile>

    and don't forget to change the variable (here tas) units, too. Combining operators:

    cdo -setattribute,tas@units="degC" -addc,-273.15 <infile> <outfile>

11. 設置缺測值Set constant value to missing value: change data value -999.0 to be missing value

    cdo -setctomiss,-999.0 <infile> <outfile>

    or vice versa set missing value to constant value:

    cdo setmisstoc,0 <infile> <outfile>

12. 計算各月的平均Compute the monthly mean with respect to the number of days per month: don't forget to change the units attribute of the variable

    cdo -r -setattribute,tas@units="K/day" -divdpm -monsum <infile> <outfile>

13. Delete February 29th:

    cdo -delete,month=2,day=29 <infile> <outfile>

 

進行變量修改

可以使用chname，chcode或setattribute等一些CDO運算符修改變量的名稱及其屬性（元數據）。

要將變量的名稱從temp更改為t2m：

cdo -chname,temp,t2m infile outfile

 

要將代碼98更改為179，將代碼編號99更改為211：

cdo -chcode,98,179,99,211 infile outfile

 

要在某些計算后更改變量屬性單位：

cdo -setattribute,pressure@units=pascal infile outfile

 

setattribute運算符接受多個屬性，並且它支持通配符，比如：

cdo -setattribute,y?_?@units="degrees_north",x?_?@units="degrees_east",????_a@coordinates="yc_a xc_a",????_b@coordinates="yc_b xc_b" infile outfile

 

注意！

CDO無法更改坐標（維度）變量名稱，但您可以使用NCO的ncrename來完成此操作。

如果要重命名坐標變量以使其保持坐標變量，則必須單獨重命名維度和變量。
例如。 將坐標（維度）變量名稱從ncl1，ncl2，ncl3重命名為time，lat，lon：

ncrename -d ncl1,time -d ncl2,lat -d ncl3,lon -v ncl1,time -v ncl2,lat -v ncl3,lon infile outfile

 

運算符組合

具有一個輸出流的所有運算符可以將結果直接傳遞給另一個運算符。 運算符必須使用“ - ”開頭才能與其他運算符組合。 這可以通過以下方式改善性能：

• 減少不必要的磁盤I / O：沒有中間文件

• 並行處理：在一個工作鏈中的所有運算符並行運行

1. 簡單組合:

   cdo -sub -dayavg ifile2 -timavg ifile1 ofile

   而不是
   

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

2. 高級組合:

   cdo -timmean -yearsum -setrtoc2,75,78,1,0  -selmon,9,10,11,12,1,2,3 -selyear,1960/1969 ifile ofile

運算符鏈是CDO的主要特征之一。 盡可能多地使用它。 但請注意：具有任意輸入文件列表的運算符不能與其他運算符組合使用：

• merge/mergetime
• cat/copy
• select
• ens<STAT>

 

expr 操作符

The expr 操作符可能是一個很少使用但卻更有用的工具。 其目的是在任意字段上逐點計算復雜的數學運算。

假設height.nc like height.nc包含一個3d垂直坐標變量z，為了輸出氣壓，可以像這樣使用expr:

cdo -expr,'ps=1013.25*exp((-1)*(1.602769777072154)*log((exp(z/10000.0)*213.15+75.0)/288.15))' 3dheights.nc out.nc 

計算或選擇部分數據並將其保存到新文件。例如，創建新變量tupper ，其包含了變量tas中大於等於273.15的值；創建新變量tlower，其包含了變量tas中小於的273.15的值：

cdo -expr,'tupper = ((tas >= 273.15)) ? tas : (tas/0.0); tlower = ((tas < 273.15)) ? tas : (tas/0.0)' <infile> <outfile>

 

將變量tas單位轉換為攝氏度，並計算tupper和tlower變量：

cdo -expr,'tc=tas-273.15; tplus = ((tc >= 0)) ? tc : (tc/0.0); tmin = ((tc < 0)) ? tc : (tas/0.0)' <infile> <outfile>

 

select和delete操作符

我們已經看到了一些CDO的選擇功能，如seltimestep或selname。 select運算符從輸入文件中選擇一些字段並將其寫入輸出文件，例如 變量名稱，層次，日期或季節。 delete運算符刪除一些字段並將結果寫入輸出文件。

要選擇用戶定義的季節，請使用帶有參數season的select運算符，其中給定的季節是逗號分隔的季節列表（DJFMAMJJA-SOND或ANN的子字符串）：

cdo -select,season=JFMAM infile outfile

 

在不知道infile的總時間步的情況下選擇上一個時間步長：

cdo -select,timestep=-1 infile outfile

 

假設您有3個輸入文件。 每個輸入文件包含不同時間段的相同變量。 要從所有3個輸入文件中選擇層次200,500和850上的變量T，U和V，使用：

cdo -select,name=T,U,V,level=200,500,850 infile1 infile2 infile3 outfile

 

刪除文件中的第一個時間步:

cdo -delete,timestep=1 infile outfile

 

缺測值

有時您需要設置或更改變量的缺測值，或將NaN更改為缺測值。

將缺測值設置為常量值，例如-9999

cdo -setmisstoc,-9999 infile outfile

 

將常量如-9999設為缺測值

cdo -setctomiss,-999.9 infile outfile

 

將NaN設為缺測值並把缺測值設為-9999.9

cdo -setmissval,nan infile outfile
cdo -setmissval,-9999.9 -setmissval,nan ifile ofile

 

自動完成

在官方發行版的contrib子目錄中是使用bash，zsh和tcsh自動完成的配置文件。 對於當前的開發狀態，可以在這里找到：source:/trunk/cdo/contrib
對於激活，您必須讓shell讀取相應的文件，例如 對於zsh：

source cdoCompletion.zsh

bash和tcsh的方法類似