liGrads讲义910Word下载.docx
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sett1
setlon60150
setz1
a=ave（u,t=1,t=48）
da
mean函数用法同上,但不加权
2.aave函数
aave（expr,xdim1,xdim2,ydim1,ydim2）
求面积平均。
expr：
任何表达式
xdim1：
X维数方向的起始维数表达式
xdim2：
X维数方向的终止维数表达式
ydim1：
Y维数方向的起始维数表达式
ydim2：
Y维数方向的终止维数表达式
1）aave函数采用地球坐标进行运算，运算时考虑了不同纬度的权重。
Setx1;
sety1
a=aave（u,lon=110,lon=150,lat=0,lat=40）
2）amean（）函数用法同上，不加权。
3.tmave（）高级篇
const（expr,contant<
flag>
设置部分网格点的值取为常数，所有非缺值值的expr的格点的值取为常数，如果加上选项-a，所有网格值设为指定的常数值。
如果选项为-u，只把缺值值的格点设为常数值。
displayconst（p,0,-u）将降水变量p的缺值值的格点值设为常数0。
4.asum（）和asumg对指定区域求和（二维求和）
asum（expr;
xdim1,xdim2,ydim1,ydim2）和asumg（expr;
xdim1,xdim2,ydim1,ydim2）对指定的区域求和（二维求和），asumg为不计任何权重求和。
对于全球（0~360°
，-90~90°
）范围可用以下方式表述：
asum（expr,global）/asum（expr,g）
5.sum（）和sumg（）一维求和函数
6.max（）/min（）（高版本）
返回指定表达式的最大/最小值maxloc/minloc（）
返回指定表达式的最大/最小值的维数值（格点）系列，使用这个命令后，括号内的维数自动固定。
设定t/z/固定，看每个纬带上沿x方向的最大值
dmax（u,x=1,x=37）
dmaxloc（u,x=1,x=37）
7.vint函数
vint（psexpr,expr,top）
质量加权垂直积分函数，计算
。
psexpr表示地面气压变量，expr表示被积变量，top表示积分上限（须为常数，单位hPa），本函数要求定义水平维数环境。
如：
vint（ps,u,100）表示对u变量从ps到100hPa进行质量加权垂直积分。
4）gint（expr,dim1,dim2）普通积分函数（慎用）
8.scorr（）求空间相关系数
两个场的空间相关系数是一个值，scorr函数之前的x/y维的设置没多大作用，函数会自动固定x/y维，但如果设时间维变动，得到的是相关系数时间序列。
*时间序列
‘setx1’;
’sety1’
‘setz1’
‘sett148’
‘dtloop（scoor（u,v,x=1,x=37,y=1,y=17））
剖面z-t：
‘setz12’
‘a=tloop（scoor（u,v,x=1,x=37,y=1,y=17））
‘da’
9.tcorr（）求时间相关函数
10.空间回归/时间回归
reinit'
'
opene:
\liugd\data'
setz1'
sett1'
‘setx1’
‘sety1’
corr=sregr（u,v,x=1,x=37,y=1,y=17）'
dcorr'
----求回归系数，一个数值
;
c'
uave=aave（u,x=1,x=37,y=1,y=17）'
vave=aave（v,x=1,x=37,y=1,y=17）'
dcorr*（u-uave）+vave'
----回归场值
------------
*'
setz12'
sett148'
setx1'
sety1'
corr=tloop（sregr（u,v,x=1,x=37,y=1,y=17））'
setx137'
sety117'
b=corr*（u-uave）+vave'
db'
a=aave（u,x=1,x=37,y=1,y=17）'
sett1'
*dtregr（a,u,t=1,t=48）'
-----回归系数
corr=tregr（a,u,t=1,t=48）'
aave1=ave（a,t=1,t=48）'
uave=ave（u,t=1,t=48）'
dcorr*（a-aave1）+uave'
-----回归值
四、网格处理/平滑/差分函数
1.const函数
const（expr,constant<
设置部分网格点的值取为常数constant。
所有非缺测格点处的expr值取为常数
3）flag说明：
-a：
所有网格点值均设定为指定的常数
-u：
把缺测格点处的expr值设定为常数。
该函数对格点和台站资料均适用。
displayconst（p,0,-u）将变量p在缺测格点处的值设为常数0。
又如：
在linefill图形类型的输出中，若须将其中的一条线设为水平直线：
setlon-90
setlat-9090
setgxoutlinefill
setlev500
displayconst（t,-20）;
t-273.16
2.maskout函数
maskout（expr,mask）
标记函数。
当mask所在的网格点值取为负值时，对应格点上的expr的值设定为缺测值；
当mask所在的网格点值取为正值时,对应格点上的expr值不变。
该函数对格点和台站资料均适合。
file1中的tsfc表示全球地表温度（在海洋上为SST）资料，file2中的mask表示海陆标记（海洋上为0，陆地上为1）资料，若需显示SST的分布，则可：
maskout（tsfc,0.5-mask.2）
3.skip函数
skip（expr,skipx,skipy）
设定样本的取样密度。
displayskip（u,2）表示在x,y方向上对变量u隔一个网格点取一次值构成要显示的场，
displayskip（u,1,3）表示在y方向隔二个点取一次值，而x方向取所有的格点进行显示操作。
该函数主要用于对矢量场的稀疏化显示。
4.cdiff函数
cdiff（expr,dim）
中央差分函数
expr表示进行差分运算的量，dim表示进行差分运算的维数方向，为X,Y,Z中的任一个字符。
边界格点的运算值设为缺测。
例如，以下运算是计算水平涡度，其效果与hcurl函数完全一样：
definedv=cdiff（v,x）
definedx=cdiff（lon,x）*3.1416/180
definedu=cdiff（u*cos（lat*3.1416/180）,y）
definedy=cdiff（lat,y）*3.1416/180
display
（dv/dx-du/dy）/（6.37e6*cos（lat*3.1416/180））
以下运算是计算温度平流：
definedtx=cdiff（t,x）
definedty=cdiff（t,y）
definedy=cdiff（lat,y）*3.1416/180
display-1*（（u*dtx）/（cos（lat*3.1416/180）*dx）+v*dty/dy）/6.37e6
5.smth9函数
smth9（expr）
9点平滑函数。
expr表示须平滑的表达式。
该函数主要用于改善图形的输出质量，使其更加美观。
当格点资料为1维时，9点平滑退化为3点平滑。
6.tloop函数
tloop（expr）
通过循环时间维数逐个逐个局地固定时间维来求expr的值，即对expr固定其时间维数求值，并在求值过程这对时间维进行逐个循环。
典型用法是求面积平均的时间序列，由于aave函数要求时间维固定，这时必须通过tloop函数才能实现这一目的，见下例：
setx1
sety1
setz3
sett131
dtloop（aave（ts,lon=0,lon=360,lat=-90,lat=90））
为求ts变量的全球面积平均的时间序列，须用前四行语句来设定维数环境，即固定x,y,z,而让时间t变化，再用tloop函数，让aave在求面积平均时固定时间维，并逐时刻循环求值。
7.寻找特征值
五、物理量计算/站点
函数
1.gr2stn函数
gr2stn（grid_expr,stn_expr）
将格点值回插至台站值。
grid_expr为代表格点资料的表达式，内插将采用该格点资料进行，stn_expr为代表台站资料的表达式，内插结果将放至其中。
为检验客观分析资料的质量，可将客观分析后得到的格点资料回插到原来台站，看其与原始台站资料之间的差值大小，即：
dt.3-gr2stn（t.1,t.3）
其中file1为格点资料，file3为台站资料。
2.coll2gr（）
coll2gr（cnum<
num>
将collect命令形成的资料阵列形成格点场。
其中：
cnum：
采集资料序号；
num：
结果格点场的垂直层次值，缺省为10，若设为“-u”，则为所有采集的站点数据层次的集合。
3.hcurl函数
hcurl（uexpr,vexpr）
计算垂直涡度。
uexpr表示U分量，vexpr表示V分量，风速单位用m/s。
边界上的涡度值设定为缺测。
dhcurl（u,v）
4.hdivg函数
hdivg（uexpr,vexpr）
计算水平散度。
5.tvrh2q函数
tvrh2q（tvexpr,rhexpr）
由虚温tvexpr和相对湿度rhexpr计算比湿。
tvexpr的单位为0K，rhexpr的单位为百分比（取值范围0~100），运算结果的单位为g/g。
该函数仅适合用格点资料。
6.tvrh2t函数
tvrh2t（tvexpr,rhexpr）
由虚温tvexpr和相对湿度rhexpr计算温度。
运算结果的单位为0K，其余说明参见tvrh2q函数。
7.oacres函数
oacres（grid_expr,stn_expr<
radii>
Cressman内插函数，将台站资料插至格点上。
grid_expr表示格点资料表达式，stn_expr表示台站资料表达式，选项radii表示影响半径，一般采用多个影响半径，它们之间用逗号分开，如：
10,7,4,2,1（省缺值）。
oacres（ts,ts.2）,oacres（ts,ts.2,12,8,5,4,3,2,1）
8.stnave函数
stnave（expr,dexpr1,dexpr2<
-mcnt>
2）功能：
台站资料时间平均函数。
3）说明：
expr表示欲平均的台站资料表达式；
dexpr1表示起始时间；
dexpr2表示结束时间；
选项-mcnt为质量控制项，表示参与平均运算的台站资料样本数最小不得少于cnt，否则运算结果设定为缺测。
cnt的省缺值为1。
stnave（ts,t=1,t=20,-m10）表示对头20个时刻的ts进行平均，若样本数少于10，则平均的结果为缺测。
9.stnmin函数
stnmin（expr,dexpr1,dexpr2<
时段内台站资料最小值。
参看stnave函数的说明。
10.stnmax函数
1）格式：
stnmax（expr,dexpr1,dexpr2<
时段内台站资料最大值。
11.oabin
oabin（gexpr,sexpr<
-flag>
根据站点的位置将观测资料放入单元格网中，若一个格网中有几个测站则取其平均以获得分析值。
gexpr：
有效的格点表达式；
sexpr：
有效的站点表达式。
flag选项可为两种值：
-f将值设为放入单元网格的第一个观测值，-c输出每个格网中的站点数。
讲义（10）GrADS描述语言及编程
一、描述语言概述
描述语言是GrADS软件包中自带的高级语言，可以用于GrADS的高级操作，更方便地使用GrADS的功能。
通过描述语言可以编写具有复杂功能的命令集（即gs文件）。
二、gs文件中的两类型语句
1.描述语句：
不用引号，需要经过编译的。
2.指令性语句：
GrADS命令，需用引号括起来。
通过描述语句来控制指令，描述语言用到指令性语句中要用引号，即，
i=1‘sett‘i’’（或者‘sett’i）
三、描述语言程序特点
1.程序通过GrADS的run命令来编译执行；
runfile-nameoptions
2.可以有变量、流程控制也可以执行GrADS的命令。
3.描述语言可以
1）编写函数子程序，
2）制作屏幕菜单，
3）可以显示动画图形，
4）可以使用从GrADS的query命令中得到的信息作注释等。
描述语言的所有变量都是字符串型的，描述变量可以进行计算。
流程控制是通过if/else/endif和while/endwhile语句块实现。
循环过程可以用continue或break命令改变。
变量中包含的或者由表达式结果产生的字符串可以作为GrADS命令项使用。
而由GrADS命令执行后产生的文字结果可以读入变量并在描述语言程序中使用。
描述语言也支持函数子程序功能。
四、描述语言的组成
1.一个描述语言程序是由许多语句组成,每个语句之间由换行号或分号分隔。
2.下面是GrADS描述语言中语句的类型：
赋值语句
If/Else/Endif
while/endwhile
break/continue
functionheader/return
say/pull
3.描述表达式
描述表达式是由运算对象和运算符组成。
运算对象：
描述变量、子程序函数或常数；
运算符：
数学、逻辑或连结运算符。
下面分别介绍变量、运算符、表达式
4、描述语言变量
1）构成
变量名是由1至8个字符组成，以字母开头，仅可以包含字母和数字，变量名区分大小写。
2）变量内容性质
内容总是一个字符串，在有些运算中，字符串将被解释为数字。
如果一个变量没有被赋值，那么它的值就是它的名字。
如果一个变量或字符串常数是一个具有正确格式的数字，可以进行某些数学运算，所得结果也是一个数字字符串。
在GrAD描述语言中，有两个变量名由其内部使用：
result'
和'
rc'
尽量避免使用这两个变量名。
3）复合描述变量
描述语言现在支持复合变量，利用它可以在描述语言程序中构造数组。
复合变量名可以是一个由“·
”分隔的多个变量名的复合体。
varname.i.j
这时，当变量内容被调用时，如果i和j也是变量，那么i和j的内容将会被i和j的字符串值所替代。
i=10
j=3
varname.i.j=343
在这个例子中，赋值语句相当于：
varname.10.3=343
注意：
i和j的字符串值可以是任何字符，但varname必须遵循描述变量名的规则，即：
由字母和数字组成，须字母打头。
因此复合变量名被替代后可以是任何字符串：
i='
a#$xx'
varname.i=343
以上表示是允许的，但不能直接将变量名写为：
varname.a#$xx=343
在i、j变量被替代前后，复合变量名的整个长度不能超过16个字符。
在GrADS描述语言中不能设置过多的变量，因此，不能利用复合变量产生一个大的数组，例如：
i=1
while（i<
10000）
var.i=i
endwhile
上面的循环将产生10000个不同的变量名。
如果设置了以上这样较大数目的变量，将影响描述语言的执行。
5.运算
在GrADS描述语言中使用了下列运算符：
|逻辑变量：
或
&
逻辑变量：
和
=等于
!
=不等于
>
大于
>
=大于等于
<
小于
=小于等于
%连结符
+加
-减
*乘
/除
一元否
-一元负
1）如果是数值运算对象，下列运算符可以用于数值运算：
=,!
=,>
>
=,<
<
=,+,-,*,/
2）如果是非数值运算对象，下列运算符在运算时将出错：
+,-,*,/
3）算术运算是以浮点形式进行的，如果结果是整数，那么结果字符串也是整数。
在逻辑运算中，如果结果为真，给出一个字符1，如果为假，给出一个字符0。
6.表达式
描述语言的表达式包含运算对象、运算符和括号，在运算过程中各种运算符的先后顺序为：
-,!
/,*
+,-
%
=,!
=
|
如果运算符在同一优先级上，则从左向右计算。
运算对象可以是变量、字符串常数或子程序函数调用。
1）字符型常数用单或双引号括起来。
而数值型常数可以不用引号括起来，但GrADS仍然认为是字符串常数。
下面是一个字符串常数的例子：
Thisisastring'
2）有些情况下，连结运算符是隐含的，当两个运算对象并列靠在一起，中间没有任何运算符时（中间可以有空格），隐含着中间是一个连结符。
下列两个表达式是等价的。
var1%var2%'
String'
var1var2'
3）括号可以改变运算的先后顺序。
7.IF语句块
程序执行流程可以通过if/else/endif语句控制，形式为：
IF（表达式）
描述语言语句
…
else（可不用）
endif（必须使用）
下列语句是错误的：
if（i=10）j=20
你必须写三个语句：
if（i=10）
j=20
endif
你也可以在同一行上写这三个语句：
if（i=10）;
j=20;
endif;
if语句块的执行依赖于表达式的结果，如果表达式的结果是一个0字符（结果为假），则‘else’部分就被执行，如果表达式的结果是不为0的其它字符，则执行‘if’部分。
8.WHILE语句块
while语句块的格式为：
while（表达式）
描述语言语句
endwhile
当表达式结果为真，即：
是一个不为0的字符，循环就继续执行。
另外两个描述语言命令可以改变循环的执行，break可以立即中断循环，continue可以立即跳到循环体的开头，并重新计算表达式的结果。
t=1
while（t<
10）
sett'
t
displayz'
if（rc!
=0）;
break;
endif;
t=t+1
9.函数及函数子程序
用户可以自己编制函数子程序，也可以使用描述语言的内部函数。
在一般情况下，函数作为描述语言的表达式运算对象被调用。
描述语言函数子程序总是得到一个单一的字符串结果，但可以有一个或多个字符串自变量，它的调用格式为：
name（arg,arg,arg...）
1）函数名遵循变量名的规则，自变量可以是表达式。
2）如果函数子程序没有自变量，你仍然需要写上一对括号：
name（）
3）在其它文件中的函数子程序不能调用。
（其它文件中的描述语言程序可以通过GrADS的run命令执行）
4）可以通过函数子程序的定义语句在描述语言程序中构造自己的函数：
functionname（variable,variable,...）
要回到调用处，使用return语句：
return表达式
这里表达式可以省略，如果省略表达式，就返还一个空字符串（空字符串是‘’）。
函数的结果是return语句中表达式的结果。
5）调用过程
当一个函数子程序被
升级会员 