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Computer

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The following is memorandum of analysis tools that be used for atmospheric and oceanic study.
(大気海洋の研究で使用する解析ツールに関するメモです.)

Compiler


GrADS (The Grid Analysis and Display System)


GMT (The Generic Mapping Tools)


Gnuplot

Mac (OS X 10.10.3)

Install of Gnuplot
1. 任意のディレクトリにファイルをダウンロードする(2015 年 6 月 2 日現在,最新バージョンは 5.0.0).
    Downloadリンクからソースファイルを入手 2. 解凍する.
    $ tar zxvf gnuplot-5.0.0.tar
3. 解凍して生成されたディレクトリ内へ移動する.
    $ cd gnuplot-5.0.0
4. Makefile生成スクリプトを実行する.
    $ ./configure --with-readline=builtin --without-emacs --with-x11 --x-includes=/opt/X11/include --x-libraries=/opt/X11/lib/
5. コンパイルする.
    $ make
6. インストールする.
    $ sudo make install
7. 正常にインストールされたか確認する.
    $ gnuplot
Gnuplotが起動し,Terminal type set to 'x11'と表示されていれば完了.


大気・海洋科学データ (Atmospheric and Oceanic Data)

再解析データ (Reanalysis Data)

NCEP/NCAR Reanalysis
JRA-55

海面水温・海氷密接度 (Sea Surface Temperature / Sea Ice Concentration)

OISST (1981/09/01 - current, Daily SST, SIC data, 0.25 x 0.25 deg.)
HadISST (1870/01 - current, Monthly SST, SIC data, 1 x 1 deg.)
1870年1月から現在までの月平均の全球海面水温 (SST)・海氷密接度 (SIC) データとして広く使われているHadISSTですが,その扱いに注意が必要です.
NetCDF形式データはこのページの下の方から入手できます.
拡張子がgzとなっていますが圧縮されていないのでそのままNetCDF形式として扱うことができます (解凍しなくてもGrADSでsdfopenすれば図を描くことができる,そもそも解凍できない).
SICデータはこれで問題ありません.しかし,SSTデータは海氷がある領域を区別するため,SICが1.0の箇所に-1000.0の値が入っています.
したがってGrADSで全球を描くとカラーバーの範囲設定が-1000.0に引っ張られて変な図になります.そこで陸域だけでなく-1000.0の箇所もundefにする必要があります.
以上の作業を行うCシェル (wget_replace_undef.csh) とFortranプログラム (replace_undef.f90) を作りましたのでご自由にお使い下さい (lats4dが必要, FortranのコンパイラーはIntel Fortran, お使いの環境に合わせて適宜変更してください).
wget_replace_undef.cshとreplace_undef.f90を同じフォルダ内に置いて,wget_replace_undef.cshを実行させると同じフォルダ内にHadISST_sst.binとHadISST_ice.binという1870年1月から最新月までのSST・SICデータができます.

地形 (Topography)

ETOPO1

その他 (Others)

CISL Research DATA Archive


計算・描画プログラム (Calculation/Drawing Program)

EPフラックス (Eliassen-Palm Flux)

EPフラックスを計算するFortranサブルーチン(sub.ep_flux.f90)です.鉛直重みを付けています.
このページの式を参考に作成しました.

波活動度フラックス (Wave Activity Flux)

indexと2次元場との相関回帰係数を計算する

時間フィルタリング (ローパスフィルタ,ハイパスフィルタ,バンドパスフィルタ,FFT,Lanczosフィルタ)

データから特定の周期帯のみ取り出す解析方法です.低周期のみ取り出すローパスフィルタ,高周期のみ取り出すハイパスフィルタ,中間の周期のみ取り出すバンドパスフィルタ,中間の周期以外を取り出すバンドストップフィルタの4種類があります.またフィルタの設計方法にも種類があります.

移動平均フィルタ (Running mean filter)
ローパス (sub.lowpass_rmean.f90), ハイパス (sub.highpass_rmean.f90),

水平温度移流 (Horizontal temperature advection)

水平温度移流を計算するFortranサブルーチン(sub.advection.f90)です.緯度重みを考慮しています.

地形図を描く

GMTを用いて地形図(陸と海洋)を描くCシェル(map_topography.csh)です.地形データはETOPO1を使用しています.3次元地図も描くことができます.

GrADSで余白を削除した高解像の画像ファイル出力

printコマンドでepsを作成してから,Ghostscriptのps2rasterコマンドで余白を削除したPNG形式に出力し,ImageMagickのconvertコマンドを使って高解像のPNGを作成するGrADSスクリプト(print_img.gs)です.ps2rasterのオプションで -Tj にするとJPEGにできるなど出力画像ファイルの形式を変更できます.

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