NCAR Command Language (NCL)

Transcrição

1 Disciplina de Computação Aplicada à Meteorologia II NCAR Command Language (NCL) Mateus da Silva Teixeira - FMET / UFPel ([email protected])

2 Introdução O que é o NCL: Linguagem de programação completa (interpretada): Tipos Variáveis Operadores Expressões Declarações condicionais Loops Funções e subrotinas

3 Introdução O que é o NCL (continuação): Manipulação de metadados Geração e configuração de gráficos Acesso a uma variedade de formatos de arquivos de dados Suporte a operações com arranjos

4 Visão geral

5 Introdução Vamos conhecer o website?

6 Introdução Há dois modos de uso: Interativo: Entra-se com ncl Volta ao shell com quit Interessante para testes rápidos e simples

7 Modo Interativo

8 Introdução Há dois modos de uso (continuação): Script (ou Batch): Arquivo com extensão.ncl (sugestão!) Estruturação dos comandos Mais fácil depuração de erros e execução de blocos de comandos

9 Modo Script TERMINAL (Shell) Editor ASCII (gedit)

10 Modelo de variável do NCL Modelo baseado no formato netcdf NCL converte GRIB, HDF, por exemplo, para netcdf Como é um arquivo netcdf?

11 Arquivo netcdf Importante dados]$ ncdump -h uv300.nc ferramenta netcdf netcdf uv300 { dimensions: lat = 64 ; lon = 128 ; time = 2 ; int time(time) ; variables: time:long_name = "Month of Year" ; float lat(lat) ; time:short_name = "Mo" ; lat:short_name = "lat" ; time:units = "month" ; lat:long_name = "latitude" ; float U(time, lat, lon) ; lat:units = "degrees_north" ; U:_FillValue = -999.f ; float lon(lon) ; U:long_name = "Zonal Wind" ; lon:units = "degrees_east" ; U:short_name = "U" ; lon:long_name = "longitude" ; U:units = "m/s" ; lon:short_name = "lon" ; float V(time, lat, lon) ; float gw(lat) ; V:_FillValue = -999.f ; gw:long_name = "gaussian weights" ; V:long_name = "Meridional Wind" ; gw:short_name = "gws" ; V:short_name = "V" ; gw:units = "dimensionless" ; V:units = "m/s" ;

12 Arquivo netcdf // global attributes: :title = "UV300: January and July" ; :source = "Climate Analysis Section, NCAR" ; :history = "Dataset uv300.hs from EZPLOT demo dataset" ; :Conventions = "None" ; :creation_date = "Mon Mar 29 09:24:57 MST 1999" ; :references = "\n", "EZPLOT for Publication Quality Plots\n", "Christian Guillemot\n", "NCAR-TN \n", " ; }

13 Variáveis NCL / arquivos netcdf Variáveis possuem Atributos Acessados via uso do Coordenadas Acessadas via uso do símbolo & Nomes em dimensões Criados e acessados via símbolo! Atributos, Coordenadas e Nomes de dimensões são os metadados

14 Criando a primeira variável...

15 Criando a primeira variável... Criando variável por atribuição!

16 Criando a primeira variável... Resumo da variável

17 printvarsummary() Função importantíssima! Exibe resumo da variável: Tamanho em bytes Tipo Dimensões, seus tamanhos e nomes Coordenadas Atributos Unidades, etc Amiga do programador!

18 Apagando uma variável Apagando a variável 'x'

19 Apagando uma variável Variável torna-se indefinida, o.s., não existe mais!

20 Criando um vetor de dados... Criando variável com função new() Importante atributo!!! Veremos aplicação mais tarde.

21 Metadados à variável... Dando um nome à dimensão

22 Coordenadas... Coordenadas à dimensão

23 Atributos... Atributos => Metadados = informações sobre os dados!

24 Acessando dados da variável Antes de acessar, vamos ver o que há nessa variável Não há dados! Todos são _FillValue

25 Acessando dados da variável Fornecendo dados Usando construtor de arranjos: (/ /)

26 Acessando dados da variável Visualizando 5º elemento do arranjo 1D Elementos indexados (numerados) de 0 a N-1

27 Acessando dados da variável Visualizando 5º elemento do arranjo 1D, mas por coordenadas! Uso de coordenadas: uso de { }

28 O atributo _FillValue Indica inexistência de dados Passível de personalização Algumas funções do NCL interagem com esse atributo Cálculos matemáticos Plotagem de campos Métodos estatísticos entre outros

29 O atributo _FillValue

30 NCL e arquivos de dados Oferece suporte a vários tipos de arquivos: Formatos suportados: Binários: netcdf; HDF4/H5; HDF-EOS; GRIB1-2; Shapefile Sequenciais e diretos ASCII (texto puro) Dados organizados em linhas e colunas

31 addfile() - abre arquivos suportados forma de uso: f = addfile( nome_arq.ext, status ) nome_arq : qualquer nome válido (string) ext : extensão que identifica o tipo do arquivo (string) não precisa fazer parte do nome do arquivo. netcdf*: nc ou cdf HDF*: hdf, hdfeos, h5, he5 GRIB: grb, grib Shapefile: shp status : r, c, w f => variável de referência ao arquivo.

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34 Lendo dados de arquivos: variável = variável_referência_arquivo ->variável_arquivo Exemplo:

35 Uma vez carregado ao NCL, a variável do arquivo pode ser usada normalmente:

36 Buscando uma informação via coordenadas: Indexação padrão e por coordenadas misturadas! Indicando que é uma parte dos dados. Coordenadas reais do dado obtido.

37 Arquivos ASCII O NCL fornece capacidade de leitura e escrita de dados contidos em arquivos ASCII texto puro. Funções: asciiread : leitura de arquivos ASCII. asciiwrite : armazena dados em arquivos ASCII; não permite formatação dos dados (uma única coluna de dados). write_matrix : grava tabelas de dados em arquivos ASCII; permite controle de formato Também fica sob a responsabilidade do usuário referenciar os dados apropriadamente!

38 Arquivo dados.txt contendo uma matriz de dados 3x3 Lendo dados de um arquivo ASCII: dados = asciiread( dados.txt, (/3,3/), integer ) nome do arquivo linhas x colunas tipo do dado

39 Dimensões dos dados Dados lidos!

40 Lendo dados de um arquivo ASCII: asciiread aceita o valor -1, ao invés do número de linhas e colunas => dados lidos como vetor.

41 Dimensões passadas à função asciiread: (/3,3/) -1

42 Escrevendo arquivos ASCII: asciiwrite( novo_dados.txt, dados ) Matriz a ser gravada no arquivo ASCII nome do arquivo write_matrix( dados, 3i5, opcoes ) Matriz a ser gravada no arquivo ASCII Formatação das colunas de dados opcao = True opcao@fout = novo_dados.txt Atributo que muda o funcionamento da função