气象信息系统工程

date

Jul 3, 2024

slug

fortran-2

status

Published

实习一 Fortran文件的读取与处理

实习1a：已知1951-2010年1月蒙古高压强度指数、面积指数、经度指数、纬度指数序列资料分别为p.dat、s.dat、lon.dat和lat.dat。利用Fortran语言编写程序，调用子程序计算这四个指数的气候态（均值）、变率（均方差）和距平值，并将这四个指数的均值和变率写入十进制文件mh1.dat和二进制文件mh1.grd，将这四个指数的距平值写入十进制文件mh2.dat和二进制文件mh2.grd. 文件均保存于sx01文件夹下。

实习1b：已有实习生成的1951-2010年1月蒙古高压强度指数、面积指数、经度指数、纬度指数这四个指数的距平值二进制文件mh2.grd，数据描述文件mh2.ctl 保存于sx01文件夹下。利用Grads下列语句输出这四个指数距平的一维时间分布图，并逐一截屏保存。

编写fortran文件生成数据

编写gs文件 mh1.ctl

已有实习生成的1951-2010年1月蒙古高压强度指数、面积指数、经度指数、纬度指数这四个指数的距平值二进制文件mh2.grd，数据描述文件mh2.ctl 保存于sx01文件夹下。

利用Grads基本语句输出这四个指数距平的一维时间分布图，并逐一截屏保存。

mh2.ctl

编写gs文件

实习二数据文件的转换及数据描述文件的建立、基本操作命令

现有sx02文件夹下有十进制月平均风场数据：200hPa纬向风u200.dat、经向风v200.dat；850hPa纬向风u850.dat、经向风v850.dat。时间范围：2002.1-2005.12共48个月，经纬度范围：60-150°E，0-40°N，分辨率为2.5°×2.5°。（1）编写Fortran程序，将十进制数据资料文件转换成二进制月平均风场文件：uv.grd；（2）写出二进制文件相应的数据描述文件：uv.ctl；（3）利用GrADS基本操作命令显示该地区显示2002年7月850hPauv风场和200hPa uv风场，并逐一保存图形。

编程时数组大小： - X方向格点数：（初始经度-结束经度）/格距+1 （150-60）/2.5+1=37 - Y方向格点数：（初始纬度-结束纬度）/格距+1 （40-0）/2.5+1=17 - Z方向层数： u、v为850、 200hPa ，Z为2 - T时次：月平均资料，4年，共48个月

sx02.f90

uv.ctl

uv-1.gs

uv-2.gs

实习三 GrADS绘图要素的设置和基础绘图命令

（1）一维单变量绘图 1951-2010年1月蒙古高压强度指数、面积指数、经度指数、纬度指数这四个指数的距平已按照GrADS要求写入二进制文件mh2.grd，其数据描述文件为mh2.ctl，mh2.grd和mh2.ctl保存于sx03文件夹下。请将1951-2010年强度指数距平和面积指数距平绘制为折线，将经度指数距平和纬度指数距平绘制为直方图。

（2）二维单变量绘图 NCEP/NCAR再分析纬向风月平均数据的二进制数据uwnd.mon.mean.nc存于sx03文件夹下。绘制2023年7月120 °E、 0-90N 、1000~100hPa纬向风的纬度-层次剖面图，并以120 °E为标题，将图形保存为u.png。

mh2.gs

u.gs

实习四 GrADS 变量与函数及描述语言的应用

sx04文件夹下有：全球月平均降水数据pr_wtr.eatm.mon.mean.nc，1层。时间从1948年1月开始，水平格距 2.5*2.5 - nc文件打开：sdfopen filename.nc - nc文件的维数设置、格距、缺测值的查询： - q ctlinfo

编写gs文件提取1951年至2010年 60年 7月降水数据pre7.grd

编写pre7.grd的数据描述文件pre7.ctl；

计算7月降水的60年平均值，绘制70-140ºE、15-55ºN区域降水的多年平均值，并在我国降水带大值中心（117.5E，32.5N）标注字母W，存为.png图形

4）计算1951年至2010年 7月降水距平，绘制1998年7 月全球降水距平场，要求： A、正距平区填色，画色标； B、设置等值线线间隔为2； C、保存为.png图形，白底。注：1998年为强厄尔尼诺年次年夏天。2000年夏天为拉尼娜年次年夏天。有兴趣的同学可以再绘制2000年 7月降水距平，与1998年7月降水距平对比看看。

实习五 Nino3.4海温指数与全球降水相关分析

1、所用数据： - 1951年1月至2013年12月Nino3.4区（热带太平洋西经170度西经120度、北纬5度南纬5度）区域平均海温指数资料Nino34.txt。共有63行数据，每行数据第一个数字为年份，后面12个数字为该年1-12月的海温指数； - 1951年至2010年 60年7月全球降水数据pre7.grd，x、y方向格点数分别为144和73，水平格距2.5*2.5，为地面变量。相应ctl文件为pre.ctl。

2、实习要求： 1）用Fortran编写corr.grid.f90文件，计算1951-2010年 1月Nino34海温指数与7月降水的相关系数，计算结果保存于corr.txt和corr.grd 文件中； 2）编书写corr.grd 的数据描述文件corr.ctl； 3）编写corr.gs文件，绘制1951-2010年 1月Nino34海温指数与7月降水的相关系数等值线图，通过95%置信度检验的区域填色（60年相关系数95%、99%置信度检验的临界值分别为0.25和0.325）。

2、ctl 文件

3、gs 文件