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

蒙古高压与中国气温关系分析

6.1实验实习目的

（1）掌握气象要素相互影响研究的基本方法。

（2）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。

（3）掌握站点资料的数据结构。

（4）掌握站点资料数据描述文件和站点映射文件的建立方法。

（5）掌握站点资料生成格点资料的方法。

（6）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。

（7）掌握GrADS变量的定义和使用方法。

（8）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

622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f1601.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pt'Cor1.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

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fain.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。

⑵编辑FORTRAN将站点资料fmh-t-1.dat”转换成格点数据mh-t-gr.grd”.

⑶将站点资料插值到格点上，首先建立“grid.grd”文件。

⑷在GrADS中运行“!

stnmap”命令，生成映射文件mh-t-gr.map”。

⑸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。

⑹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对观测资料洛必，…，Xn和屮宀，…，y，则样本的相关系数rxy可以这

样计算:

1

（Xtx）（yty）

nti

1（xtx）21（yty）2

ntinti

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*®char1

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,varvar=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）

enddocallstntogrd（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,NFLAGreturn

end

663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

Ion

（1）=70.0

doj=1,ny-1

lat（j+1）=lat（j）+1.0

enddo

doi=1,nx-1

Ion（i+1）=lon（i）+1.0

enddo

doi=1,nx

doj=1,ny

s（i,j）=1

enddo

enddo

end

664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

666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。