第九章Grads函数.docx
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第九章Grads函数
GRADS（GridAnalysisandDisplaySystem）
讲义（9）函数
内容提要
一、概况
二、函数详细介绍
一、
概况
1、函数的调用
1）通过函数名直接引用，
2）参数放在括号中用逗号分开，
3）可以嵌套调用，
4）有些函数在运算时会改变维数环境。
2、函数的类型
二、数学函数
注意：
sin/cos/tan等三角函数单位是弧度；
asin等反三角函数结果单位是弧度。
三、统计积分函数
1、ave函数
1）格式：
ave（expr,dexpr1,dexpr2<,tincr<,flags>>）
2）功能：
通用的求平均函数。
3）说明：
expr是由dexpr1和dexpr2定义的维数范围内求平均的量。
缺测值不参与求平均运算。
4）若求平均的维数是时间，可设定时间增量tincr，其单位与dexpr1和dexpr2一样。
5）flags为选项-b,表示对每个网格点取同样的权重求平均，包括终端点。
例如：
求纬向平均
Setx1
Sett148
Setlev200
setlat040
Uave=ave（u,lon=0,lon=360,-b）。
求时间平均：
sett1
setlon60150
setlat040
setz1
a=ave（u,t=1,t=48）
da
注意：
mean函数用法同上,但不加权
2、aave函数
1）格式：
aave（expr,xdim1,xdim2,ydim1,ydim2）
2）功能：
求面积平均。
3）说明：
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
注意：
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。
例如：
Sett148
Setz1
Setx1;sety1
a=aave（u,lon=110,lon=150,lat=0,lat=40）
da
2）amean（）函数用法用上，不加权。
3、tmave（）高级篇
4、asum（）和asumg
对指定区域求和（二维求和）
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.
例如：
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
1）格式：
vint（psexpr,expr,top）
2）功能：
质量加权垂直积分函数，计算
。
3）说明：
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
注意：
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：
‘setx1’;’sety1’
‘setz12’
‘sett148’
‘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
;
------------
'reinit'
'opene:
\liugd\data'
'setz1'
*'sett1'
'setz12'
'sett148'
'setx1'
'sety1'
*'corr=sregr（u,v,x=1,x=37,y=1,y=17）'
'corr=tloop（sregr（u,v,x=1,x=37,y=1,y=17））'
'dcorr'
;
'c'
'setx137'
'sety117'
'uave=aave（u,x=1,x=37,y=1,y=17）'
'vave=aave（v,x=1,x=37,y=1,y=17）'
'b=corr*（u-uave）+vave'
'setz1'
'db'
;
'reinit'
'opene:
\liugd\data'
'setz1'
'sett148'
'setx1'
'sety1'
'a=aave（u,x=1,x=37,y=1,y=17）'
'sett1'
'setx137'
'sety117'
'*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
1）格式：
const（expr,constant<,flag>）
2）功能：
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。
如：
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
1）格式：
maskout（expr,mask）
2）功能：
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。
3）说明：
该函数对格点和台站资料均适合。
例如：
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
1）格式：
skip（expr,skipx,skipy）
2）功能：
设定样本的取样密度。
3）说明：
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）;v`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。
5、cdiff函数
1）格式：
cdiff（expr,dim）
2）功能：
中央差分函数
3）说明：
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）
definedx=cdiff（lon,x）*3.1416/180
definedy=cdiff（lat,y）*3.1416/180
display-1*（（u*dtx）/（cos（lat*3.1416/180）*dx）+v*dty/dy）/6.37e6
6、smth9函数
1）格式：
smth9（expr）
2）功能：
9点平滑函数。
3）说明：
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。
7、tloop函数
1）格式：
tloop（expr）
2）功能：
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。
3）说明：
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））
Sett148
Setz1
Setx1;sety1
a=aave（u,lon=110,lon=150,lat=0,lat=40）
da
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。
8、寻找特征值
五、物理量计算/站点
函数
1、gr2stn函数
1）格式：
gr2stn（grid_expr,stn_expr）
2）功能：
将格点值回插至台站值。
3）说明：
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。
例如：
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（）
3、hcurl函数
1）格式：
hcurl（uexpr,vexpr）
2）功能：
计算垂直涡度。
3）说明：
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。
如：
dhcurl（u,v）
4、hdivg函数
1）格式：
hdivg（uexpr,vexpr）
2）功能：
计算水平散度。
3）说明：
uexpr表示U分量，vexpr表示V分量，风速单位用m/s。
5、tvrh2q函数
1）格式：
tvrh2q（tvexpr,rhexpr）
2）功能：
由虚温tvexpr和相对湿度rhexpr计算比湿。
3）说明：
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
1）格式：
tvrh2t（tvexpr,rhexpr）
2）功能：
由虚温tvexpr和相对湿度rhexpr计算温度。
3）说明：
运算结果的单位为0K，其余说明参见tvrh2q函数。
7、oacres函数
1）格式：
oacres（grid_expr,stn_expr<,radii>）
2）功能：
Cressman内插函数，将台站资料插至格点上。
3）说明：
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）。
例如：
oacres（ts,ts.2）,oacres（ts,ts.2,12,8,5,4,3,2,1）
8、stnave函数
1）格式：
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。
如：
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
1）格式：
stnmin（expr,dexpr1,dexpr2<,-mcnt>）
2）功能：
时段内台站资料最小值。
3）说明：
参看stnave函数的说明。
10、stnmax函数
1）格式：
stnmax（expr,dexpr1,dexpr2<,-mcnt>）
2）功能：
时段内台站资料最大值。
3）说明：
参看stnave函数的说明。
11、oabin
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