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NCEP扫盲贴（来自气象家园）

2013-05-10 18:37阅读：12,208

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/2714914703

发一个NCEP资料的扫盲贴，不知道是哪位大侠的作品，这个适合新手的东西实在是喜欢，在我们自己的论坛上怎么能没有呢。
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· 美国国家环境预报中心（NCEP）和国家大气研究中心（NCAR）联合执行的全球大气40年资料再分析计划通过CDC（Climate Dianogistic Center）利用磁带的形式向外发行。现在把资料的基本情况作一简单的介绍。
1 资料分类
 该资料集分：等压面资料、地面资料、通量资料
1．1等压面资料
资料格距：2.50 * 2.50的经纬网格
网格点数：144* 73个格点
资料范围：900N～900S，O0E～357.50E
等压面层：共17层（hPa），1000，925，850，700，600，500，400，300，250，200，150，100，70，50，30，20，10
资料文件：文件名由变量名的缩写和年份组成，如：air.83，表示1983年各等压面温度。
资料内容:各资料的说明见表1
资料存放方式：每一个要素一年为一个数据文件；在文件中，先存放第1天第1层（l000）的
值、…、第17层（10）的值；第2天第1～17层的值、…、该年最后一天第1～17层的值。
1．2地面资料
资料格距：2．50 * 2．50的经纬网格
网格点数：144 * 73个格点
资料范围：900N～900S,00 E～357.50E
资料层：地面或近地层（0．995层）

表1 等压面资料说明




变量名缩写 物理量 单位




air 温度 0.1K
hgt 位势高度 m
rhum 相对湿度 %
shum 比湿 0.00001 kg/kg
omega 垂直速度 0.001 Pa/s
uwnd 纬向风速 0.1m/s
vwnd 经向风速 0.1m/s




资料文件：文件名由变量名的缩写、层和年份组成，如：air．Sig995.83，表示1983年地面温度。
资料内容：各资料的说明见表2
资料存放方式：每一个要素一年为一个数据文件；在文件中，先存放第1天的值、第2天的值、…、该年最后一天的值。

表2 地面资料说明




变量名缩写和层 物理量 单位




air．sig995 温度 0.1K
lftx.sfc 地面抬升指数 0.1K
lftx4.sfc 最佳（4层）地面抬升指数 0.1K
omega.sig995 垂直速度 0.001Pa/s
pottmp.sig995 位温 0.1K
pr-wtr．eatm 可降水量（整层气柱） 0.1kg/m2
pres.sfc 地面气压 10Pa
rhum.sig995 相对湿度 %
slp 海平面气压 10Pa
uwnd．Sig995 纬向风速 0.1m/s
vwnd.sig995 经向风速 0.1m/s
hgt.sfc 地形高度 m
land 海陆分布





1．3通量资料
资料网格：T62高斯格点，192 * 94个格点
资料范围：88.5420N～88.5420S，00E～358.1250E
资料文件：文件名由变量名的缩写和年份组成，如：pres．hcb．83，表示1983年高云底的气压。
资料内容：各资料的说明见表3
资料存放方式：每一个要素一年为一个数据文件；在文件中，先存放第1天的值、第2大的值、…、该年最后一天的值。

表3 通量资料说明




变量名缩写和层 物理量 单位




csulf.ntat 净空向上长波通量 W/m2
csusf.ntat 净空向上短波通量 W/m2
dswrf.ntat 向下短波辐射通量 W/m2
pres.hcb 高云底气压 10Pa
pres.hct 高云顶气压 10Pa
pres.lcb 低云底气压 10Pa
pres.lct 底云顶气压 10Pa
pres.mcb 中云底气压 10Pa
pres.mct 中云顶气压 10Pa
tcdc．eatm 总云量 %
ulwrf.ntat 向上长波辐射通量 W/m2
uswrf.ntat 向上短波辐射通量 W/m2





2 资料使用

 以上资料用netCDF(Netware Communication Data Format)格式以压缩二进制的形式存储。
在机器上安装支持netCDF格式的GrADS绘图系统，我们以两个简单的例子来说明如何使用该资料集。
例1：显示1960年5月3日500 hPa高度场，假设该资料文件：hgt.60已在当前目录，进入CrADS:
ga＞sdfopen hgt.60 〈回车〉 （扫开支件）
ga>set z 6 <回车> （第6层为500 hPa）
ga＞set t 123 <回车> （第123日为5月3日）
ga>d hgt <回车> （d表示显示水，hgt是变量缩写）
此时屏幕显示的是1960年5月3日500hPa高度图。
例2：读出1960年5月3日～10日共8日的北半球500hPa位势高度场，进入GrADS:
ga＞sdfopen hgt．60 <回车> （打开文件）
ga＞set x l l44 <回车> （X方向整个纬圈）
ga＞set y 37 73 <回车> （纬度0～900N）
ga＞set z 6 <回车> （第6层为500hpa）
ga＞set t 123 130 〈回乍〉 （第123～130日为5月3～10日）
ga＞set fwrite h500．grd 〈回车〉 （设置输出文件名为：h500.grd）
ga＞set gxout fwrite 〈回车〉 （设置输出）
ga＞d hgt 〈回车〉 （d表示显示，hgt是变量缩写）
此时，文件：h500.grd中包含了l960年5月3日～10日共8日的北半球500hpa位势高度场资料，相应的可以用如下的FORTRAN程序把它读出:
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格式文件的读取


下面给出使用Grads读取nc格式文件的一个范例脚本文件（.gs文件）：

以位势高度场为例（红色字体为解释说明语句；蓝色字体为输入的命令，也就是gs文件的内容）

‘reinit’
‘sdfopen d:\xxxx\hgt.mon.mean.nc ‘ （打开需要的nc文件，注意路径）

‘set gxout fwrite’
‘set fwrite d:\xxxxxx\hgt.bin’ （指定要输出的二进制文件名和路径）

‘set lon 0 357.5’
‘set lat -90 90 ‘ （设定写出区域范围，这是全球范围，第一句是必需的，如果是用默认，则会在x方向输出为145个点，要注意）


‘set lev 1000’ （设定要输出的层次）
‘set t 1 640’ （设定时间范围）

‘d hgt’ （输出）

‘reinit’

这样就生成了需要的二进制文件，其对应的ctl文件需要另外给出。

以上是输出单层的二进制文件，把多层的数据放在同一个二进制文件中，就要使用循环，根据grads规定的数据存放次序（依次为经度、纬度、高度、变量、时次），如下：

‘reinit’
‘sdfopen d:\xxxx\hgt.mon.mean.nc’ （打开需要的nc文件，注意路径）

‘set gxout fwrite’
‘set fwrite d:\xxxxxx\hgt.bin’ （指定要输出的二进制文件名和路径）

‘set lon 0 357.5’
‘set lat -90 90’ （设定写出区域范围，这是全球范围，第一句是必需的，如果用默认set lon 0 360，则会在x方向输出为145个点，要注意）

t=a （a为起始时次）
while（t<=b） （开始循环，b为结束时次）
‘set t’ t （设定时次）

‘set lev 1000’ （设定要输出的层次）
‘d hgt ‘ （输出）

‘set lev 925’ （设定要输出的层次）
‘d hgt ‘ （输出）

‘set lev 850’ （设定要输出的层次）
‘d hgt ‘ （输出）

‘set lev 700’ （设定要输出的层次）
‘d hgt ‘ （输出）

‘set lev 600’ （设定要输出的层次）
‘d hgt ‘ （输出）

‘set lev 500’ （设定要输出的层次）
‘d hgt ‘ （输出）
。
。
。 （可以添加任意的层次）
。 （由于高度分布不连续而且数量有限，所以用这种方法）
。
t=t 1
endwhile （结束循环）
‘reinit’
继美国环境预报中心(NCEP)和国家大气研究中心(NCAR)联合推出月平均再分析资料（1949-01）和日平均再分析资料（1958-01-01）后，最近又正式对外发布逐6h再分析资料集（1958-01-01T00），这为研究天气尺度和中尺度系统变化过程提供了良好的条件，并能为中尺度数值模式及区域气候模式提供初始场和侧边界条件。
该资料以netCDF(netware Common Data Form)的形式存储，通常可用COLA发展的自由软件GrADS或PMEL发展的可视化自由软件FERRET和RSI提供的商用软件包IDL进行操作处理，逐6h再分析资料集包括7个基本气象要素，根据变量名逐年生成独立文件。气温、位势高度、纬向风和经向风文件容量均为521Mb/a（17层）；相对湿度和比湿文件容量均为245Mb/a(8层）；垂自速度文件容量为367Mb/a（12层）。因此全部42年7要素逐6h再分析资料需要124Gb的介质存储，资料量极其庞大。中心近期已获得1969、1980、1991和1998年完整的资料集（注：这些年份是在近30年来长江流域4个降水正异常年份。

NcEP／NCAR全球逐6h再分析资料一览表




光盘编号 变量名 文件名 文件容量（Mb） 单位 比率




A 气温 air 521 K 10-1
B 位势高度 hgt 521 m 100
C 相对湿度 rhum 245 % 100
C 比湿 shum 245 kg.kg-1 10-5
D 垂直速度 omega 367 Pa.s-1 10-1
E 纬向风 uwnd 521 m.s-1 10-1
F 经向风 vwnd 521 m.s-1 10-1

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