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ncep资料介绍

来源:小侦探旅游网


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。南京大气资料服务中心通过NCEP朱跃建获得了磁带形式的40年再分析逐日资料。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 ‘ ‘set lev 850’ ‘d hgt ‘ ‘set lev 700’ ‘d hgt ‘ ‘set lev 600’ ‘d hgt ‘ ‘set lev 500’ ‘d hgt ‘ 。

(输出)

(设定要输出的层次)

(输出)

(设定要输出的层次)

(输出)

(设定要输出的层次)

(输出)

(设定要输出的层次)

(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 C 相对湿度 C 比湿 D 垂直速度 E 纬向风 F 经向风 hgt rhum shum omega uwnd vwnd 521 245 245 kg.kg367 521 521 m % -1 Pa.s-1 m.s-1 m.s-1 100

100

10-5

10-1

10-1

-1

10

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