GrADS实习报告4Word格式文档下载.docx
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计算:
蒙古高压各指数的气候值、变率和距平值。
绘制:
1948-2010年1月蒙古高压强度、面积、位置指数距平的时间序列图。
通过分析,根据公式求得蒙古高压1月环流指数气候及异常值。
根据GrADS中line和bar两种图形格式绘制方法,绘制蒙古高压环流指数距平的时间序列图。
三、实验步骤
3.1蒙古高压环流指数的气候和异常值计算
1.分析问题,理清算法和程序,设计程序流程图并编写程序。
2.启动软件开发环境MicrosoftDeveloperStudio。
3.在D盘上创建新工作区shixi04。
4.在工作区shixi3内创建新项目shixi04。
5.在项目shixi04内创建源程序文件“mh.f90”,编辑输入源程序文本。
6.在源程序文本中打开数据文件“p.dat”、“s.dat”、“lon.dat”、“lat.dat”,并将其值读入到相应的数组中。
7.编写计算均值、变率和距平的子程序。
8.调用子程序分别计算强度、面积、经度、纬度环流指数的均值、变率和距平。
9.将蒙古高压环流指数的均值和变率写入到“mh1.dat”和“mh1.grd”两个文件中。
将蒙古高压环流指数的距平值写入到“mh2.dat”和“mh2.grd”两个文件中。
10.编译、构建、运行、调试Fortran程序。
3.2蒙古高压环流指数距平时间序列图绘制
1.为蒙古高压环流指数距平数据文件“mh2.grd”书写数据描述文件“mh2.ctl”,在此文件中定义四个变量p、s、lo、la。
2.编写“mh2.gs”可执行文件,利用GrADS基本操作命令和line、bar两种绘图类型的绘图要素设置,以不同颜色和线形显示蒙古高压强度和面积时间序列图(曲线),分别以不同颜色显示蒙古高压经度和纬度时间序列图(柱状)。
3.将蒙古高压强度和面积时间序列图(曲线)保存到“mhline.gmf”,将蒙古高压经度和纬度时间序列图(柱状)分别保存到“mhlonbar.gmf”和“mhlatbar.gmf”中。
4.启动GrADS,调试、执行“mh2.gs”。
5.分析蒙古高压气候及其异常特征。
3.3实习关键技术及方法
某数据资料时间序列距平x’为数据资料
与其平均值
之差
某数据资料的变率
为其均方差,反映变量围绕平均值的平均变化程度,其计算公式为:
3.4实验程序编写
以下FORTRAN程序用于蒙古高压环流指数气候及异常值计算。
programmh
implicitnone
integer,parameter:
:
ny=60
!
p(ny)、pa(ny)、pav和pd分别为强度指数原序列、距平序列、均值和标准差,其他参数量类似定义
realp(ny),s(ny),lon(ny),lat(ny),pa(ny),sa(ny),lona(ny),lata(ny),pav,sav,lonav,latav,pd,sd,lond,latd
integeri,j,k
利用open语句打开强度、面积、经度、纬度指数数据
open(1,file='
D:
\GrAdsshixi\GrAds\chap4\p.dat'
)
open(2,file='
\GrAdsshixi\GrAds\chap4\s.dat'
open(3,file='
\GrAdsshixi\GrAds\chap4\lon.dat'
open(4,file='
\GrAdsshixi\GrAds\chap4\lat.dat'
将打开数据保存到对应数组中
doi=1,ny
read(1,*)p(i)
read(2,*)s(i)
read(3,*)lon(i)
read(4,*)lat(i)
enddo
close
(1)
close
(2)
close(3)
close(4)
调用气候及异常值计算函数
callcha(ny,p,pa,pav,pd)
callcha(ny,s,sa,sav,sd)
callcha(ny,lon,lona,lonav,lond)
callcha(ny,lat,lata,latav,latd)
用open语句打开文件
open(5,file='
\GrAdsshixi\GrAds\chap4\mh1.dat'
write(5,100)pav,pd
write(5,100)sav,sd
write(5,100)lonav,lond
write(5,100)latav,latd
close(5)
将蒙古高压环流指数气候值写入到"
mh1.grd"
中
open(6,file='
\GrAdsshixi\GrAds\chap4\mh1.grd'
form='
binary'
write(6)pav,pd
write(6)sav,sd
write(6)lonav,lond
write(6)latav,latd
close(6)
将蒙古高压环流指数距平值写入到"
mh2.grd"
中,要求按pa(60)、sa(60)、lona(60)、lata(60)顺序存放
open(7,file='
\GrAdsshixi\GrAds\chap4\mh2.dat'
write(7,200)(pa(i),i=1,ny)
write(7,200)(sa(i),i=1,ny)
write(7,200)(lona(i),i=1,ny)
write(7,200)(lata(i),i=1,ny)
close(7)
中,要求利用do循环按pa(i)、sa(i)、lona(i)、lata(i)顺序存放
open(8,file='
\GrAdsshixi\GrAds\chap4\mh2.grd'
write(8)pa(i)
write(8)sa(i)
write(8)lona(i)
write(8)lata(i)
close(8)
上面两种书写数据的数据结构不同,注意区分
100format(2f10.2)
200format(f10.2)
end
!
求特征值
subroutinecha(ny,x,xa,xav,xd)
integer:
ny
integeri
x(ny)为原序列值,xa,xav和xd分别保存序列距平、均值和标准差值
real:
x(ny),xa(ny),xav,xd,sum=0
xd=0
sum=sum+x(i)
xav=sum/ny
xa(i)=x(i)-xav
xd=xa(i)*xa(i)+xd
xd=sqrt(xd/ny)
return
end
以下程序用于蒙古高压环流指数距平值绘图。
(GrADS程序编写)
“mh2.ctl”
dsetE:
\daqi\GrADS\gradsSHIXI\shixi4\mh2.grd
undef-9.99E+33
title蒙古高压环流指数距平图
xdef1linear12.500
ydef1linear12.500
zdef1levels1
tdef60linearJAN19511yr
vars4
pa199pressureanomaly(Pa)
sa199area(m^2)
lona199longitude
lata199latitude
endvars
“mh2.gs”
'
reinit'
openE:
\daqi\GrADS\gradsSHIXI\shixi4\mh2.ctl'
enableprintE:
\daqi\GrADS\gradsSHIXI\shixi4\mhpsline.gmf'
setlat1'
setlon1'
setlev1'
sett160'
setgxoutline'
setccolor1'
setcstyle1'
setcthick5'
setcmark2'
dpa'
setccolor4'
setcthick2'
dsa'
print'
disableprint'
c'
\daqi\GrADS\gradsSHIXI\shixi4\mhlonbar.gmf'
setgxoutbar'
setbarbase2'
setbargap2'
dlona'
\daqi\GrADS\gradsSHIXI\shixi4\mhlatbar.gmf'
dlata'
;
四、实验结果
蒙古高压纬度时间序列如图1所示:
图1蒙古高压纬度时间序列
分析:
蒙古高压纬度距平异常变化周期约为10年,变化范围在12°
左右,呈上下震荡模式,其中,1968-1978年间的负距平较大。
总的来看,负距平要大于正距平。
蒙古高压强度和面积时间序列如图2所示
图2蒙古高压强度和面积时间序列(幅度小的是面积)
注:
面积扩大了10倍
蒙古高压的强度距平变化幅度远大于面积距平变化,且二者距平分布均没有明显规律和周期。
1951-2010折60年强度距平年际变化正距平大于负距平,面积距平正负距平基本持恒。
蒙古高压经度时间序列如图3
图3蒙古高压经度时间序列
由1951-2010这60年的经度距平图可以明显看出,负距平时间多于正距平,但是负距平达到-4及以上的很少,正距平数量值大于负距平,其中有半数以上年份超过了4,幅度较大。
表明蒙古高压移动位置大多数时间偏西,偶尔出现大范围偏东的情况
五、实验总结
这次实验课的学习,我了解并掌握GrADS的使用流程。
我掌握气象要素气候异常特征的基本方法。
并进一步巩固Fortran顺序结构和循环结构的程序设计方法,重点掌握文件、变量、函数、数组的使用方法、数据的有格式输入输出方法。
此外还进一步巩固Fortran顺序结构和循环结构的程序设计方法,重点掌握文件、变量、函数、数组的使用方法、数据的有格式输入输出方法。
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