NCL的安装和运行；气象数据可视化；散点图、直方图、等值线图、箭头图、任意折线和任意图形、非规则网格、图形叠加、组图的绘制

news2024/11/13 10:48:23

NCAR Command Language（NCL）是由美国大气研究中心（NCAR）推出的一款用于科学数据计算和可视化的免费软件。它有着非常强大的文件输入和输出功能，可读写netCDF-3、netCDF-4 classic、HDF4、binary、ASCII数据，支持对HDF-EOS2、HDF-EOS5、GRIB1、GRIB2和OGR数据（Shapefile, MapInfo, GMT, TIGER）的读入操作，基本实现了无缝对接各类气象数据和模式数据。在数据计算上，大气科学研究中几乎所有的常用计算方法都已被NCL集成至其内置的函数和程序中，比如经验正交函数分解（EOF）、奇异值分解（SVD）、功率谱分析，1维、2维、3维数据的插值，等等。此外，支持调用外部C和Fortran程序的功能使得NCL在计算中更加高效。NCL在数据的可视化方面具有世界一流水平，提供了丰富的图形接口，具有高度的可定制性。

目前，NCL以其功能强、效率高的特点受到了越来越多的国内外科技工作者的重视。应广大大气科学、海洋科学科学工作者的要求，本教程结合具体范例，重点介绍利用NCL进行数据处理的常用方法以及绘制各类主要图形的基本方法，提高实际操作能力。

专题一 NCL安装及简介 NCL基本语法详解（一）

1.NCL的安装和初步运行（如何在Win10、Windows、Linux和MacOSX系统安装NCL？有几种运行方式？不同运行方式的适用场景是什么？）
2.相关学习资料的介绍（如何更好的掌握和使用NCL？）
3.高亮显示及自动填充（如何让编写NCL代码变得更加有趣？）
4.基本语法（NCL脚本中的各种符号是什么意思？如何使用？）
5.实操演练

专题二 NCL基本语法详解（二）

1.变量（为何NCL在数据运算时特别方便？Meta data有何作用？）
2.数组的操作（NCL对数组切片有何独到之处？如何从数组中挑选出特定的数值，并对之进行运算操作？初学者在何处易犯糊涂？）
3.数据的查错（如何根据报错信息找到出错原因？如何通过脚本调试进行查错？）

专题三文件的输入输出

1.addfile函数的使用（NetCDF,grib等数据如何读取和输出？如何一次读入多个nc文件？如何输出为nc文件？）
2.二进制文件的读和写（顺序读写和直接读写如何实现？）
3.ASCII、CSV格式数据的读和写（文件头如何跳过？如何控制行列的输出格式？）
4.实操演练

专题四数据处理及运算

1.常见计算函数的使用（如何进行插值？如何计算趋势？如何进行t检验？如何计算线性相关系数？如何计算回归系数？如何进行小波？如何进行EOF分析？）
2.常见地球科学函数的使用（如何计算散度、涡度、水平梯度？如何进行垂直积分？不同网格之间如何插值？WRF计算函数的使用注意事项）
3.实操演练

专题五绘制图形（一）

1.图形绘制基础（如何改变图形的默认色板、字体？复杂的绘图参数如何理解和记忆？）
2.XY折线图（多根折线如何用不同颜色、线型、粗细绘制？如何倒置Y轴？如何添加误差样条？如何堆叠折线？如何绘制两个Y轴？）
3.实操演练

专题六绘制图形（二）

1.散点图、直方图、等值线图、箭头图、任意折线和任意图形、非规则网格、图形叠加、组图的绘制（柱状图和直方图有何区别？如何理顺等值线图中的众多要素？如何添加纬向平均图？如何绘制垂直剖面图？矢量箭头图为何绘制出现问题？图形叠加的顺序会影响出图效果吗？不同图形要素可叠加吗？如何整体排列多幅图形？）
2.实操演练

专题七实用技巧

1.高效执行脚本；B-shell脚本的混合编程；插入Logo和中文；色板的控制；透明效果设置；文本函数码; 在不规则区域内绘图；中国区域内绘图；制作动画；为报告准备PPT；NCL转至Python
2.实操演练

专题八综合训练与答疑讨论

1.几个综合例子的详解（多个台站降水量的逐年变化图；厄尔尼诺年的环流合成；北极涛动AO的计算和绘制；AO指数对气温的回归图等）
2.答疑与讨论
注：请提前安装所需软件

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