1、NCAR Command Language(NCL),一、簡介,1.1 正確安裝NCL，windows下的安裝可以參考如下地址。 1.2 運行方式 ncl 文件名.ncl NCL的函數(shù)可以通過以下方式連接 load “myfoo.ncl”,二、語法,2.1 符號 ； 后面用以添加注釋 創(chuàng)建或引用“屬性” ！創(chuàng)建或引用“命名的維” T為三維數(shù)組(time,lat,lon),則T(:1,45,10,20) 代表開始的兩個時間坐標，第46個lat，和11-21個lon坐標，為一個(2X1X11)維數(shù)組。 “坐標下標” 例子： pressure!0 = latpressure!1 = lon,lat_

2、points = (/-80, -60, -40, -20, 0, 20, 40, 60, 80/)lon_points = (/-180, -120, -60, 0, 60, 120, 180/)pressured表示double型數(shù)值 xunits=meters xlong_time=A variable for temporary storage,2.10 _FillValue 在NCL或一個netCDF文件中，屬性_FillValue代表缺失值。 如果你的數(shù)據(jù)有”missing_value”屬性而沒有”_FillValue”屬性，你可以這樣做： X_FillValue = Xmissi

3、ng_value 2.11 變量和元數(shù)據(jù) 如果y不存在，y=x會將x完整的復制給y（包括x的元數(shù)據(jù)），如果y已經(jīng)定義了，則x必須和y是同一類型的（或者可以強制轉換）。 y=(/x/)表示只將x的值賦給y，不包括x的元數(shù)據(jù)。,三、NCL文件輸入/輸出,3.1 支持的格式 netCDF3/4, HDF4 (Scientific Data Set only), HDF4-EOS, GRIB-1, GRIB-2 and CCM 創(chuàng)建文件引用，用”addfile”方法。 f = addfile (文件名, status) Statue包括”r”讀，適用所有NCL支持的格式,”c”創(chuàng)建，僅適用與netCD

4、F和HDF4格式,”w”讀/寫，僅適用與netCDF和HDF4格式. 例子： f = addfile(foo.nc, r) grb = addfile(/my/grib/foo.grb, r) hdf = addfile(/your/hdf/foo.hdf,c) h = addfile(foo.hdfeos, r) ccm = addfile(foo.ccm, r),如果X是f引用的文件中的變量，則 y=f-X 表示將X賦予y，包括其元數(shù)據(jù)。 在下面的兩種情況下，變量名兩端必須加”$”符號， 1、文件中的變量名含有非字母數(shù)字的符號（例如：空格，”+”或”-”）. 2、在-右邊的那一項是表示一個

5、變量的變量。 輸出 “print”命令可以輸出所有NCL支持格式的數(shù)據(jù)。 例如：x=1 print(x) “ncl_filedump”命令可以查看GRIB和netCDF文件的詳細信息。 將short和byte轉換為float類型的函數(shù)有 x=short2flt(f-X) x=byte2flt(f-X) 以上函數(shù)使用時需要加載“contributed.ncl”, load $NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/contributed.ncl,讀取多個文件 “addfiles”用來從多個文件獲得數(shù)據(jù)。 例： fils = systemfunc(ls ann*.n

6、c) f = addfiles(fils,r) T = f:-T 在結果T中包含了多個文件的數(shù)據(jù)。 “systemfunc(“l(fā)s ann*.nc”)”命令表示得到所有以ann為開頭的netCDF文件。 3.2 二進制數(shù)據(jù)文件 IEEE二進制數(shù)據(jù)有兩種不同的格式：big endian(高位在前)和little endian(低位在前).NCL允許通過”setfileoption”函數(shù)進行動態(tài)的轉換。,讀二進制數(shù)據(jù) fbinrecread(path:string,recnum:integer,dims*:integer,type:string)用來讀取Fortran unformatted se

7、quential文件 fbindirread(path:string,rnum:integer,dims*:integer,type:string)用來讀取固定紀錄長度的二進制數(shù)據(jù) 其它讀取二進制文件的函數(shù)有cbinread, fbinread和craybinrecread 寫二進制數(shù)據(jù) fbinrecwrite(path:string,recnum:integer,value)用來寫Fortran unformatted sequential文件 例： 假設你有下面五個變量，time,lat,lon,y,z. recnum為-1表示value放在文件尾，不為零則作為文件的記錄號。 fbinr

8、ecwrite(f.ieee,-1, time) fbinrecwrite(f.ieee,0, lat) fbinrecwrite(f.ieee,1, lon) fbinrecwrite(f.ieee,2, y) fbinrecwrite(f.ieee,3, z),其它寫IEEE二進制文件的方法有fbindirwrite、cbinwrite和fbinwrite. 3.3 ASCII 讀ASCII文件 asciiread(filepath:string,dims*:integer,datatype:string) 復雜的ASCII文件應該用C語言或Fortran來讀取。 例： z = ascii

9、read(data.asc,(/100,13/),float“ 寫ASCII文件 asciiwrite(filepath:string,value) 只能寫一列且沒有格式控制。 例：asciiwrite(foo.ascii,x) write_matrix(data*:numeric,fmtf:string,option)可以寫多列，并且可以控制格式。 例：fmtf =“15f7.2” ; fortran字符格式字符串 opt = True optfout = foo.ascii write_matrix(x,fmtf,opt),3.4 寫netCDF/HDF文件 有兩種方法來創(chuàng)建netCDF/

10、HDF文件，一種為”簡單方法”，一種為”傳統(tǒng)途徑”:在寫入任何值之前需要明確的定義文件的內容。 簡單方法 fo = addfile(“foo.nc”,”c”) 要想創(chuàng)建一個沒有上限的維(一般是時間)，必須在寫入值之前添加如下代碼 filedimdef(fo,time,-1,True) 傳統(tǒng)途徑 NCL預定義netCDF文件 filevardef:為一個或多個變量定義名字 filevarattdef：從一個變量復制屬性到一個或多個文件變量 filedimdef：定義維數(shù)，包括無限制維 fileattdef：從一個變量復制屬性到一個文件作全局變量 setfileoption：一些選項可以提高性能,

11、例：假設變量time、lat、lon、T在內存中。當寫入到netCDF 文件中時，T被命名為TMP。 fout = addfile(out.nc,c) ; 創(chuàng)建一個全局變量 fileAtt = True fileAtttitle = Sample fileAttConventions = None fileAttcreation_date = systemfunc(date) setfileoption(fout,“DefineMode”,True) ; optional fileattdef(fout,fileAtt) ; 預定義坐標變量 dimNames = (/time,lat,lon/

12、) dimSizes = (/-1,nlat,nlon/) ; -1 means unspecified dimUnlim = (/True,False,False/),; 預定義名字、類型、維數(shù) ; 確切的維名字或用”getvardims” filedimdef(fout,dimNames,dimSizes,dimUnlim) filevardef(fout,time,typeof(time),getvardims(time) filevardef(fout,lat ,typeof(lat) ,lat) filevardef(fout,lon ,float ,lon) filevardef(

13、fout,TMP ,typeof(T) , getvardims(T) ) ; 預定義每個變量的屬性 filevarattdef(fout,time,time) filevarattdef(fout,lat ,lat) filevarattdef(fout,lon ,lon) filevarattdef(fout,TMP ,T) setfileoption(fout,”SuppressDefineMode”,False) ; optional ; 僅輸出數(shù)值可用 (/ /) 過濾掉元數(shù)據(jù) fout-time = (/time/) fout-lat = (/lat/) fout-lon = (/

14、lon/) fout-TMP = (/T/) ; T in script; TMP on file,向netCDF中寫入標量 簡單方法 fo = addfile(simple.nc,c) con = 5 con!0 = ncl_scalar fo-constant = con 傳統(tǒng)方法 re = 6.37122e06 relong_name = radius of earth reunits = m fout = addfile(traditional.nc, c) filevardef(fout,re,typeof(re),ncl_scalar) filevarattdef(fout,re,

15、re) fout-re = (/re/) ncl_convert2nc可以將任何支持的格式轉換為netCDF格式,四、輸出到窗口,有效的printing函數(shù)有： printVarSummary：輸出變量的概述（包括元數(shù)據(jù)） print：和printVarSummary相同，輸出每個元素的值 sprinti，sprintf：提供許多格式控制 write_matrix：以格表格式輸出數(shù)據(jù),例：printVarSummary 輸入：printVarSummary(u) 結果： Variable: u Type: double Total Size: bytes 147456 values Numbe

16、r of Dimensions: 4 Dimensions / Sizes: time | 1 x lev | 18 x lat | 64 x lon | 128 Coordinates: time: 4046.4046 lev: 4.809 . 992.5282 lat: -87.86379 . 87.86379 lon: 0. 0 . 357.1875 Number of Attributes: 2 long_name: zonal wind component units: m/s,例：print 輸入：print(u) 結果： (0,0,0,0) 31.7 (0,0,0,1) 31.4

17、 (0,0,0,2) 32.3 例：sprintf, sprinti min(u)= -53.8125 print(min(u)=+sprintf(%5.2f,min(u) 結果：min(u) = -53.81 ii=(/-47,3579,24680/) print(sprinti(%+7.5i,ii) 結果：-00047, +03579, +24680,例：write_matrix 輸入：write_matrix(T,“5f7.2”,False) ；T為3行5列的數(shù)組 結果： 4.36 4.66 3.77 -1.66 4.06 9.73 -5.84 0.89 8.46 10.39 4.91

18、4.59 -3.09 7.55 4.56 “5f7.2”表示生成5列，沒個元素以f7.2的格式輸出，可以通過將第三個元素設置為True為輸出添加額外的內容。 如： opt = True opttitle = Normal write_matrix (T, “5f7.2 , opt) 更多信息請查看官網(wǎng)提供的函數(shù)列表。,五、數(shù)據(jù)分析,NCL提供了多種分析數(shù)據(jù)的方法 1、通過數(shù)組的處理來分析數(shù)據(jù) 2、NCL提供了內置的幾百個函數(shù) 3、許多用戶貢獻的函數(shù) 4、調用Fortran或C語言函數(shù) 5.1、通過數(shù)組分析 對于大多數(shù)運算符，它的操作數(shù)必須具有相同的維數(shù)，且每一維的大小應該是相同的。 另外，操作數(shù)的數(shù)