NCAR Command Language(NCL)是由美国大气研究中心(NCAR)推出的一款用于科学数据计算和可视化的免费软件。它有着非常强大的文件输入和输出功能,可读写netCDF-3、netCDF-4 classic、HDF4、binary、ASCII数据,支持对HDF-EOS2、HDF-EOS5、GRIB1、GRIB2和OGR数据(Shapefile, MapInfo, GMT, TIGER)的读入操作,基本实现了无缝对接各类气象数据和模式数据。在数据计算上,大气科学研究中几乎所有的常用计算方法都已被NCL集成至其内置的函数和程序中,比如经验正交函数分解(EOF)、奇异值分解(SVD)、功率谱分析,1维、2维、3维数据的插值,等等。此外,支持调用外部C和Fortran程序的功能使得NCL在计算中更加高效。NCL在数据的可视化方面具有世界一流水平,提供了丰富的图形接口,具有高度的可定制性。

目前,NCL以其功能强、效率高的特点受到了越来越多的国内外科技工作者的重视。应广大大气科学、海洋科学科学工作者的要求,本教程结合具体范例,重点介绍利用NCL进行数据处理的常用方法以及绘制各类主要图形的基本方法,提高实际操作能力。

专题一 NCL安装及简介 NCL基本语法详解(一)

1.NCL的安装和初步运行(如何在Win10、Windows、Linux和MacOSX系统安装NCL?有几种运行方式?不同运行方式的适用场景是什么?)
2.相关学习资料的介绍(如何更好的掌握和使用NCL?)
3.高亮显示及自动填充(如何让编写NCL代码变得更加有趣?)
4.基本语法(NCL脚本中的各种符号是什么意思?如何使用?)
5.实操演练

专题二 NCL基本语法详解(二)

1.变量(为何NCL在数据运算时特别方便?Meta data有何作用?)
2.数组的操作(NCL对数组切片有何独到之处?如何从数组中挑选出特定的数值,并对之进行运算操作?初学者在何处易犯糊涂?)
3.数据的查错(如何根据报错信息找到出错原因?如何通过脚本调试进行查错?)

专题三 文件的输入输出

1.addfile函数的使用(NetCDF,grib等数据如何读取和输出?如何一次读入多个nc文件?如何输出为nc文件?)
2.二进制文件的读和写(顺序读写和直接读写如何实现?)
3.ASCII、CSV格式数据的读和写(文件头如何跳过?如何控制行列的输出格式?)
4.实操演练

专题四 数据处理及运算

1.常见计算函数的使用(如何进行插值?如何计算趋势?如何进行t检验?如何计算线性相关系数?如何计算回归系数?如何进行小波?如何进行EOF分析?)
2.常见地球科学函数的使用(如何计算散度、涡度、水平梯度?如何进行垂直积分?不同网格之间如何插值?WRF计算函数的使用注意事项)
3.实操演练

专题五 绘制图形(一)

1.图形绘制基础(如何改变图形的默认色板、字体?复杂的绘图参数如何理解和记忆?)
2.XY折线图(多根折线如何用不同颜色、线型、粗细绘制?如何倒置Y轴?如何添加误差样条?如何堆叠折线?如何绘制两个Y轴?)
3.实操演练

专题六 绘制图形(二)

1.散点图、直方图、等值线图、箭头图、任意折线和任意图形、非规则网格、图形叠加、组图的绘制(柱状图和直方图有何区别?如何理顺等值线图中的众多要素?如何添加纬向平均图?如何绘制垂直剖面图?矢量箭头图为何绘制出现问题?图形叠加的顺序会影响出图效果吗?不同图形要素可叠加吗?如何整体排列多幅图形?)
2.实操演练

专题七 实用技巧

1.高效执行脚本;B-shell脚本的混合编程;插入Logo和中文;色板的控制;透明效果设置;文本函数码; 在不规则区域内绘图;中国区域内绘图;制作动画;为报告准备PPT;NCL转至Python
2.实操演练

专题八 综合训练与答疑讨论

1.几个综合例子的详解(多个台站降水量的逐年变化图;厄尔尼诺年的环流合成;北极涛动AO的计算和绘制;AO指数对气温的回归图等)
2.答疑与讨论
注:请提前安装所需软件


更多应用

包含:WRF模式、NCL、CMAQ空气质量模式、AERMOD模型、MPAS模式、PMF源解析、Calpuff模型、FLEXPART模式、SMOKE模式、VOCs排放量核算、大气臭氧来源解析、CAMx、EKMA曲线、MCM箱模型、WRF-Hydro、WRF-Chem、WRF-UCM、WRF-SOLAR、WRFDA、Python气象海洋、CMIP6数据处理等...

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