蒙古高压特征分析

1、v1.0可编辑可修改第四章：蒙古咼压特征分析实验实习目的(1)掌握气象要素气候及异常特征的基本研究方法。进一步巩固FORTRAN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) 了解并掌握GrADS的使用流程。(4) 学习并掌握数据描述文件(*.ctl文件)的书写方法。(5) 学习书写简单的“* gs ”文件。掌握GrADS中 open、reinit 、d、c、quit、q、run等基本命令的使用方法。(7) 掌握GrADS隹数环境设置方法。(8) 掌握GrADS绘制“line ”、“bar”图形类型的方法，绘制1951-201

2、0年蒙古高 压强度异常的时间序列图。(9) 掌握保存GrADS绘制图形的一种方法。实验实习内容问题描述已知1951-2010年一月蒙古高压强度、面积、位置指数序列，计算蒙古高压各 指数的气候值、变率和距平，绘制蒙古高压的强度、面积、位置指数序列的时间 序列图，分析冬季蒙古高压的异常规律。问题分析已知：1951-2010年一月蒙古高压强度、面积、经度、纬度指数序列资料、 计算：蒙古高压各指数的气候、变率和距平值。绘制：1951-2010年一月蒙古高压强度、面积、位置指数序列图。通过分析，根据公式()、公式()，求得蒙古高压一月环流指数气候及异常值。 根据GrADS中 line和bar两种图形格式

3、绘制方法，绘制蒙古高压环流指数距平 的时间序列图。实验实习步骤蒙古高压环流指数的气候和异常值计算(1)分析问题，理清算法和程序，设计程序流程图并编写程序。 启动软件开发环境 Microsoft Developer Studio 。在I盘上创建新工作区shixi04 。在工作区shixi04 内创建新项目shixi04。(5) 在项目shixi04内创建源程序文件“”，编辑输入源程序文本。(6) 在源程序文本中打开数据文件“”、“”、“”、“”，并将其值读入到相应的数组 中。(7) 编写计算均值、变率和距平的子程序。(8) 调用子程序分别计算强度、面积、经度、纬度环流指数的均值、变率和距平。(9

4、) 将蒙古高压环流指数的均值和变率写入到“”和“”两个文件中。将蒙古高 压环流指数的距平值写入到“”和“”两个文件中。(10) 编译、构建、运行、调试 FORTRA程序。蒙古高压环流指数距平时间序列图绘制GrADS是对数据进行分析、处理和显示的软件，所以在使用该软件进行绘图时， 必须有相应的数据文件，并且这些数据必须满足 GrADS所要求的数据格式，否则 就要进行数据处理；另外，GrADS并不是直接使用这些数据文件进行操作，而是 通过一个对应的“数据描述文件”间接使用数据文件；对数据的处理和显示是通 过GrADS系统提供的命令完成的；操作完成后，可以在图形输出窗口观察所绘图 形，并将图形保存和

5、输出。具体使用流程如所述，此处不再赘述。按所述的使用流程，完成蒙古高压环流指数距平时间序列图绘制，需要按以 下步骤进行：(1) 为蒙古高压环流指数距平数据文件“”书写数据描述文件“”，在此文件中定 义四个变量 pa,sa,lona,lata.(2) 编写“”可执行文件，利用 GrADS基本操作命令和line、bar两种绘图类型的绘图要素设置，以不同颜色和线性显示蒙古高压强度和面积距平时间序列图(曲线)，分别以不同颜色显示蒙古高压经度和纬度距平时间序列图(柱状)(3)将蒙古高压强度和面积距平时间序列图(曲线)保存到“”,将蒙古高压经度 和纬度距平时间序列图(柱状)分别保存到“”和“”中。启动Gr

6、ADS调试、执行“”。(5)分析蒙古高压气候及其异常特征。实验实习关键技术及方法1 n某数据资料时间序列的距平X为数据资料Xt与其平均值x(X - Xi)之差n t i()某数据资料的变率计算公式为为其均方差，反应变量围绕平均值的平均变化程度，其(Xix)2()xxtx,t 1,2, n实验实习程序编写FORTRA程 序编写以下程序用于蒙古高压环流指数气候及异常值计算PROGRAM mhIMPLICIT none in teger,parameter: ny=60!p(ny)、pa(ny)、pav和pd分别为强度指数原序列、距平序列、均值和标准差,其他参数量类似定义real p( ny),s(

7、 ny),l on(n y),lat( ny),pa( ny),sa( ny),l ona(ny ),lata( ny),pav,sav,l on av,latav,pd,sd,l on d,latdin teger i,j,kope n(1,file=i:shixi)ope n(2,file=i:shixi)ope n(3,file=i:shixi)ope n( 4,file=i:shixi)do i=1, nyread(1,*) p(i) read(2,*) s(i) read(3,*) lon(i) read(4,*) lat(i) end do close(1) close(2) cl

8、ose(3) close(4) call cha( ny ,p,pa,pav,pd) call cha( ny ,s,sa,sav,sd) call cha( ny,lon,lon a,l on av, lond) call cha( ny,lat,lata,latav,latd)ope n(5,file=i:shixi)write(5,”)pav,pd write(5,) sav,sd write(5,) Ion av, lond write(5,) latav,latd close(5) ope n(6,file=i:shixi,form=bi nary) write(6) pav,pd4

9、v1.0可编辑可修改write(6) sav,sdwrite(6) Ion av, londwrite(6) latav,latdclose(6)!下面两种书写数据的数据结构不同，注意区分ope n(7,file=i:shixi)write(7,) (pa(i),i=1, ny)write(7,) (sa(i),i=1, ny)write(7,) (lo na(i),i=1, ny)write(7,) (lata(i),i=1, ny)close(7)ope n(8,file=i:shixi,form=bi nary)do i=1, nywrite(8) pa(i)write(8) sa(i)

10、write(8) Ion a(i)write(8) lata(i)end doclose(8)end!求特征值subrouti ne cha( ny ,x,xa,xav,xd)in teger: nyin teger ireal:x( ny),xa( ny),xav,xd,sumdo i=1, ny sum=sum+x(i) en ddo xav=su m/ny xd=0do i=1, ny xa(i)=x(i)-xav xd=xa(i)*xa(i)+xd en ddoxd=sqrt(xd/ny)returnendGrADS程序编与(1)蒙古高压环流指数距平数据文件“”书写数据描述文件unde

11、f +33title Mongolia high pressure circulation index departurexdef 1 lin ear 1 1ydef 1 lin ear 1 1zdef 1 lin ear 1 1tdef 60 lin ear Jan 1951 1yrvars 4pa 1 0sa 1 0Iona 1 0lata 1 0en dvars(2)绘制蒙古高压异常时间序列图，书写可执行文件rei nitope n i:shixien able print i:shixiset lat 1set lo n 1set lev 1set t 1 60set gxout li

12、neset ccolor 2set cstyle 1set cthick 4set cmark 2d paset ccolor 4set cstyle 3set cthick 6set cmark 2d 100*saprintdisable printcen able print i:shixiset gxout barset barbase Oset bargap 0set ccolor 2d Ionaprintdisable printcen able print i:shixiset gxout barset barbase Oset bargap Oset ccolor 4d lataprintdisable print实验实习结果图1 1951-2010年1月蒙古高压强度与面积距平时间序列图图2 1951-2010年1月蒙古高压经度距平时间序列图图3 1951-2010年1月蒙古高压纬度距平时间序列图实验实习结果分析从图1可以看出，1月蒙古