蒙古高压与中国气温关系分析.docx
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蒙古高压与中国气温关系分析
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蒙古高压与中国气温关系分析
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蒙古高压与中国气温关系分析
6.1实验实习目的
掌握气象要素相互影响研究的基本方法。
进一步巩固FORTRAN顺序结构和循环结构的程序设计方法和变量、函数、数组的使用方法，重点掌握外部文件对数据进行输入输出操作的方法。
掌握站点资料的数据结构。
掌握站点资料数据描述文件和站点映射文件的建立方法。
掌握站点资料生成格点资料的方法。
学习并掌握GrADS函数的使用方法，加强对oacres（）、maskout（）、amth9（）等函数的理解。
掌握GrADS变量的定义和使用方法。
巩固GrADS数据处理流程、绘图要素设置、基础绘图命令的使用方法，进一步掌握描述语言的应用方法。
6.2实验实习内容
6.2.1问题描述
利用1951-2010年1月蒙古高压标准化强度指数（p.dat）和1951-2010年1月中国160站气温资料（t1601.dat）,根据6.5节相关系数的计算方法计算1951-2010年蒙古高压强度与中国160站气温的同期相关系数，绘制1951-2010年1月蒙古高压强度与中国气温的同期相关图，分析冬季蒙古高压强度与中国气温的相互影响关系。
要求以“*.dat”和“*.grd”两种格式保存1951-2010年1月蒙古高压强度与中国同期气温的相关等值线图，写上标题，画出黄河、长江，并用阴影标记出相关区，分析之。
6.2.2问题分析
已知1951-2010年一月蒙古高压标准化强度指数序列和1951-2010年中国160站1月气温站点资料。
计算：
1951-2010年1月蒙古高压强度与中国160站气温同期相关系数。
绘制:
1951-2010年1月蒙古高压强度与中国160站气温同期相关系图，写上标题，并用阴影标记显著相关区。
通过分析，首先用FORTRAN打开1951-2010年中国160站1月气温数据“t1601.dat”
和1951-2010年蒙古高压强度指数“p.dat”,根据6.5节中同期相关系数的计算方法，编写计算相关系数的函数计算1951-2010年1月蒙古高压强度与中国160站气温同期相关系数，并保存为“ptcor1.dat”和“ptcor1.grd”文件。
根据教材中站点资料数据描述文件和站点映射文件的建立方法，结合rain.map建立站点资料“ptcor1.grd”的数据描述文件和站点映射文件；生成中国160站的格点文件“grid.grd”，注意“grid.grd”的数据描述文件中的时间描述说明一定要与“ptcor1.grd”的数据描述文件一致。
用GrADS编写.gs文件，完成将二进制站点资料文件“ptcor1.grd”插值到格点文件“grid.grd”的格点上，并按照要求显示和保存图片。
6.3实验实习要求
（1）分析问题，理解所给出的方法与技术，理清问题思路，分解任务，设计算法。
（2）输出数据采用有格式输入输出，使输出数据规范、醒目、简洁。
（3）用注释的方法指出程序中函数调用的起始和结束位置，并为函数进行注释。
（4）巩固顺序结构和循环结构的程序设计方法和变量、函数、数组的使用方法，重点掌握外部文件对数据进行输入输出操作的方法。
（5）学习并掌握同期相关系数的求解方法，利用函数求1951-2010年1月蒙古高压强度与中国气温同期相关的160个相关系数，并以*.dat和*.grd两种格式保存。
（6）掌握站点资料处理为二进制资料及其数据描述文件的建立方法,将相关系数资料处理为“ptcor.grd”，并为其书写数据描述文件“ptcor.ctl”。
（7）结合“rain.map”，掌握二进制站点资料的站点映射文件的建立方法。
（8）掌握与站点资料配备的格点资料的生成办法，生成“grib.grd”文件及其数据描述文件“grib.ctl”。
（9）掌握二进制站点资料文件插值到格点文件的网格点上的方法，用GrADS创建“ptcor.gs”文件，按照要求显示和保存1948-2010年1月蒙古高压强度与中国160个气温同期相关系数图“ptcor.gmf”，用红色和蓝色标识出显著正负相关区域。
6.4实验实习步骤
（1）编辑FORTRAN程序，生成“mh-t-1.dat”和“mh-t-1.grd”文件。
（2）编辑FORTRAN将站点资料“mh-t-1.dat”转换成格点数据“mh-t-gr.grd”.
（3）将站点资料插值到格点上，首先建立“grid.grd”文件。
（4）在GrADS中运行“！
stnmap”命令，生成映射文件“mh-t-gr.map”。
（5）利用插值函数编写“ptcor1.gs”,并按照要求绘制1951-2010年1月蒙古高压强度与我国气温同期相关图。
（6）启动GrADS，运行、绘制并保存1951-2010年1月蒙古高压强度与我国气温同期相关图“ptcor.gmf”。
6.5实验实习关键技术
X,y的n对观测资料和，则样本的相关系数rxy可以这样计算：
（6.1）
6.6实验实习程序编写
6.6.1计算1951-2010年1月蒙古高压强度与中国气温同期相关
programshixi
integer,parameter:
:
n=60,start=1951
character*10char1
integeri,j
integer（4）station,nstation
reala（n）,b（n）,c（160,n）,d（n）,e（n）,co
open（1,file='i:
\shixi\2\p.dat',form='formatted'）
open（2,file='i:
\shixi\2\t1601.txt',form='formatted'）
open（3,file='i:
\shixi\2\mh-t-1.dat',form='formatted'）
open（4,file='i:
\shixi\2\mh-t-1.grd',form='binary'）
read（1,*）（a（i）,i=1,n）
close
（1）
read（2,*）（（c（i,j）,i=1,160）,j=1,n）
close
（2）
doi=1,160
doj=1,60
b（j）=c（i,j）
enddo
callbiaozhunhua（n,a）
callbiaozhunhua（n,b）
doj=1,60
co=co+a（j）*b（j）
enddo
co=co/60
write（3,'（f12.5）'）co
write（4）co
enddo
close（3）
close（4）
end
subroutinebiaozhunhua（nn,ss）
realss（nn）,ave,var
ave=0.0
var=0.0
doj=1,nn
ave=ave+ss（j）
enddo
ave=ave/nn
doj=1,nn
var=var+（ss（j）-ave）**2
enddo
var=var/nn
var=sqrt（var）
doj=1,nn
ss（j）=（ss（j）-ave）/var
enddo
end
6.6.2站点数据转换成格点数据
programmain
realcor（160）
open（1,file='i:
\shixi\2\mh-t-1.dat',form='formatted'）
doi=1,160
read（1,*）cor（i）
enddo
close
（1）
callstntogrd（cor）
end
Subroutinestntogrd（x）
reallat（160）,lon（160）,x（160）
character*8stid（160）
open（2,file='i:
\shixi\2\china.dat'）
do20k=1,160
20read（2,'（f5.2,2x,f6.2）'）lat（k）,lon（k）
close
（2）
do2i=1,160
2stid（i）=char（i）
open（9,file='i:
\shixi\2\mh-t-gr.grd',form='binary'）
TIM=0.0
NLEV=1
NFLAG=1
do40i=1,160
write（9）stid（i）,lat（i）,lon（i）,TIM,NLEV,NFLAG,x（i）
40continue
NLEV=0
write（9）stid（i-1）,lat（i-1）,lon（i-1）,TIM,NLEV,NFLAG
close（9）
return
end
6.6.3生成160站的格点文件
programmain
parameter（nx=71,ny=41）
reallat（ny）,lon（nx）
reals（nx,ny）
open（1,file='i:
\shixi\2\grid.grd',form='binary'）
lat
（1）=15.0
lon
（1）=70.0
doj=1,ny-1
lat（j+1）=lat（j）+1.0
enddo
doi=1,nx-1
lon（i+1）=lon（i）+1.0
enddo
doi=1,nx
doj=1,ny
s（i,j）=1
enddo
enddo
write
（1）s
close
（1）
end
6.6.4编写“mh-t-gr.grd”的数据描述文件
dseti:
\shixi\2\mh-t-gr.grd
dtypestation
stnmapi:
\shixi\2\china.map
undef-999.0
titleCorrelationoftandmh
tdef1linearjan19511mo
vars1
r099
endvars
6.6.5编写“grid.grd”的数据描述文件
dseti:
\shixi\2\grid.grd
undef-999.0
titleSampleGRIDData
xdef71linear701
ydef41linear151
zdef1linear10001
tdef1linearjan19511mo
vars1
gd099
endvars
6.6.6绘制1951-2010年1月蒙古高压强度与中国气温同期相关图
'reinit'
'openi:
\shixi\2\grid.ctl'
'openi:
\shixi\2\mh-t-gr.ctl'
'enableprinti:
\shixi\2\ptcor.gmf'
'setmap111'
'setlon72.5137.5'
'setlat17.555'
'sett1'
'setmpdsethireschina'
'setgridoff'
'setgradsoff'
'definea=oacres（gd,r.2,1.5）'
'definea1=maskout（a,gd-0.5）'
'defineaa=smth9（a1）'
'setgxoutshaded'
'setxlopts160.15'
'setylopts160.15'
'setclopts060.12'
'setclevs-0.418-0.333-0.2560.2560.3330.418'
'setccols4370734'
'daa'
'setgxoutcontour'
'setclabforced'
'setcthick8'
'daa'
'runi:
\shixi\2\southsea.gs'
'setmpdsetriver'
'setmap218'
'drawmap'
'print'
'disable'
;
6.7实验实习结果
图11951-2010年1月蒙古高压强度与中国气温的同期相关图
6.8实验实习结果分析
从图1可以看出，1月蒙古高压强度与我国冬季气温整体呈负相关的关系，即蒙古高压强度变强时，我国气温变低，与中国东部地区负相关关系较明显负相关指数达到-0.55，与西南地区和中国东北地区负相关关系不太明显。
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