Grads函数教案

1、精品资料GRADS(GridAnalysisandDisplaySystem)讲义(9)函数内容提要1、 概况2、 函数详细介绍可修改A'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 数学函数 统计函数 网格处理函数 滤波平滑函数 差分函数 物理量计算函数 站点数据专用函数:、数学函数功能函教备注绝对值abs(expr)余弦/反余弦正弦/反正弦正切/反正切cos(expr)sin(expr)tan(expr)acos(expr)asinfexpr)atan2(exprlfexprZ)expr1

2、/expr2指教府教不函教exp(expr)log(expr)pow(exprf,expr2)Iog10(expr)expriexpr2直角弦/全风连平方根mag(t/_exprf/expr)sqrt(expr)sqrt(u*u+v*v)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、统计积分函数加切不加权平均9avc(cxprfdim_expr1ldim_expr2ttincr,_|-A)mcan)市枳J不加收区展平均今aave(exp/；xdim1txdim2fy0im1tydim21global|g)ameanf)别除值后叶间求平均今tmave(

3、undefine_or_weightj&xpr,expr,texpr1ttexpr2加权/不加权区域和今sum(exprtdim_expr1tditn_expr2rliner,_|-fi)sumg()加权/不加权区域和今asum(expr,(xdim1,xdim2tydim1tydirn2global|g)asumgg质量加权垂克双分今vint(psxpr,expr,top)普通枳gint(exp/1It大J小值9Max(exprFdim1tdtm2rtinci)min。最大/小格点今Maxloc(exprrdim1rdint2rtinctminlocQ空间和关，团营今scorr(ex

4、pr/jexprxdiml.xdim2,ydiml.ydim2global|g)sregr()时间加关阐胆今tcorr(expri,expr2,tdiml,Mm2)tregr()"definecoeff=treg(elnino,sip,t=1,t=100)1jdefineslpave=ave(slp,t=1,t=1OOf"defineninoave=avffelnino,t=1,t=100)r'dcoeff*(elninoninoave)+slpave71、ave函数1）格式：ave（expr,dexpr1,dexpr2<,tincr<,flags>

5、;>）2）功能：通用的求平均函数。3）说明：expr是由dexprl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Setx1Sett148Setlev200setlat040Uave=ave(u,lon=0,lon=360,-b)。求时间平均：sett1setlon60150setlat040setz1a=ave(u,t=1,t=48)da注意：mean函数用法同上,但不加权2、aav

6、e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：Sett148Setz1Setx1;sety1a=aave(u,lon=110,lon=150,lat=0,lat=40)da2 )amean()函数用法用上，不加权。3、tmave()高级篇unveftnaskexptxpr

7、jimexprljnnexprJ/求时间平均,本函数以指定的时间平均循环，并讳算每个固定时刻的皿0田中1值,maskexpr需为单个的值,若aaskexpr为缺失值，谏时刻gxpr不计入平均,若ma$k空pr不为缺失值，便作为对«Lpr求平均的双里系数tmaveO函数相当Fave()及maskoutf)®数连用,但更为有效。其中，makexpr：标记表达式,节对固定时刻求值时n需为，个值:epr：液平均得表达式；timgxp112时间域的上、下限口示例如下；某时段中，对S&T值大于某个值的区域，求sip的平均工KetxL''setylrTset11l

8、ast'define=aavefist.lou=-1SO.lon=-90.1at=-20,Lat=20Y'definesstmask=consr(inskout(sstma5k1sstmask-25.0).l)f1&etlon-lSO-rsetlat-20201'settr'dtiiwHsstma5kslp,t=L,t=last)'constcontafiag>)役置部分网格点的值取为常甑所吊瞅值值的即的格点的值此为常乳如果加上选项也所有网格值设为指定的常数仅如果选项为口就缺值值的格点改为糠匣例如displayconst(p.0,-u)将降

9、水变量p的缺值值的格点值设为常数0口4、asum()和asumg对指定区域求和(二维求和)fisum;xdim11xdiin2fydimlydim2)和噩umgf网明运油L4讪2,yd油1jd油2)对指定的国域求和(二傕求和)+asumg为不计任何权贪求和.对于全球(0-360-90%90»)范围可用以下方式表会a$uin；expr.global)iisiimfexpigi5、sum()和sumg()一维求和函数为miM中心曲出L曲请J、,切MFrq”占V和削mgfEt凝;施他Ld州),维的求和困散.mmp为不计(!何我电求和exprtGiADS史比式.diWLLdimlt开始.结束

10、的储数，hnc：对时间求小时,所取的样4步联，b：使用实际的边界.注速1L由mldjmztiner对她于赫省文件的网格.若为经纬度坐台，则转化为最近的网格坐标2、若小标记不栗用，则结束点侵川F光权宿使用上怀记则便用精确的dimi和她已而非使用曷近的网格点电*3.对Y方向，如果摊数超出枚也由危眸出现这样的情况，并在计算时加适当的权里r若工需住；.汴何松服,川聚川4111哗洋灯”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

11、向的最大值dmax(u,x=1,x=37)匚。门，19NISN*7C1MHQN1QHdmaxloc(u,x=1,x=37)dm:l,d加;:由Qi/mi山倒防d讪L曲支而g返回指定表达式的最大/小值,其中；espr：化正有效的GrADS表达式；diml：起始的维数表达少dim?：终止的维敷表达式；血戊时间步£巧维瓢机寸间时必须折已maxlocfrdint而k门第刃/minloc伍甲;而壮雄那2加/刁返回龌表达式为最大一啮的维数值（位置）系处其弧熟任意行效的GtS表达式；diinl：起始的雉蜀表达式：dmi2：终止的维数表达式；【血：忖间步长，号维数为时间时必须指口7、vint函数1）

12、格式：vint（psexpr,expr,top）2）功能：质量加权垂直积分函数，计算topexpr（x,y,p）dppsexpr。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sorr(eX7?J?expr2fxdiwl,ydmjlfydmi2)计算两个表达式的相关值,返回一个数值.全球范围(0、360,-90、90)可用以下方式

13、表述：srornexprLe?tpr2,global)srorr(exprlexprl.g)S本函数可与tlo叩0或#fine联合使用来形成时间序列或绘制时间一高度图,戈。K假X为经度丫为纬度%对Y方向取Asinf%为权重，同时亦对不同的空间格点取适当的棋市“示例如下：'sethft-10IO1'setIon1202801'dsconftsfc.llitfl.loii=120.lon=280.lat=-107lar=10)f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

14、列。*时间序列'setx1''sety1'setz1sett148dtloop(scoor(u,v,x=1,x=37,y=1,y=17)剖面z-t：setx1;sety1setz12sett148a=tloop(scoor(u,v,x=1,x=37,y=1,y=17)da9、tcorr()求时间相关函数tcorrfexpri.expr2ttdunl,i.dhn2)给出时间序列exprl与空间场«q)r2相关系数的空间分布场，示例如卜;setx1setv1ursetz1对11100defineehiiiio=aave(tsj5ii=-l60.1on80j

15、at=-10,htl0)setIan480180setlar90setz1set11dtcoii'felniiio,sip.t=L51=100)10、空间回归/时间回归,e卬尸2xdurtl,工ydunLydirn2/计算表达式exprl和expr2的最小二乘回归，返回一个数值口全球范围S"360a-90"90)可用以下方式表述上srei(exprLexp】。：globnl)/sregrfexprlexprJ.g)其中*expil为独立变量，RKprZ为非独立变量，回归系数与输入式达式的单位由关，如比出的单U是Wuitsfc的单位匕K,所以shrfl关ftsfc的回

16、归系数单位是W(m:K)°sregr()可与1100Po或define联合使月形成时间序列或绘制时间一高度图。sregfO假定X为经度Y为纬度%对Y方向取白与血(甲)为权重.同时亦对不同的空间格点取适当的权重。最小二乘回归的结果往往以卜式表达：Y=slope*X+intercept其中X足独立变吊：，Y是非独忆变战，slope及mtercept均由代数公式求得.示例如卜：Ion120250*;hsetlat1560',definenar=tsfcH.地面'l温definechar=shtflr*感热通吊zJ;ett11dreQr(ivaiL.dvar.lon=120.

17、lon=250,lat=15.lat60)h报钎；1definecoeff=siegi<ivar,dvar.lon=120,lon=250.lai=60J,definedvanrve=aave(dvar,lan=120,lon=250,latl5,lat60),defineiarave=aave(ivar,lon=120.lon=25C.htl5.lat=60)'dcoeff*(ivaiL-ivarave)-darae'reinit''opene:liugddata''setz1''sett1''setx1&

18、#39;'sety1''corr=sregr(u,v,x=1,x=37,y=1,y=17)d corr'求回归系数，一个数值J'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:liugddata''setz1'*'sett1''setz12''set

19、t148'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

20、9;'db'Iregr(exprl,expr2,rdiml,Tdim2)用tregr函数来求算时间域上的回回，参考sregr0函数。示例如下:sety1-Jrsetz1sett1LOOdefineebiiiio=aave(Ts:tlon=-l60.Ion=-S05lat=-2OTlac=10)setIonO360与etint一9090seiz.1sett1dtieizri'<elnmo.sIp.7=1r=l。；'/5：definecoeff=tiegielniiio.slp_t1.1=10。)："define51Pde=aveslp1=1;,de

21、fineninoave=avefelnitio.t=l.L。)'；“dcaeff(eliimo-mtioavej+slpave''reinit''opene:liugddata''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'

22、;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/差分函数精品资料数除点常副跳加权9点平滑 中央星分const(expr,wnst,_I-u|)maskout(expr,mask_xpr)skip(expr,skip_xtskip_y)smth9(expr)1-D3点平滑cdiff(exprtdim)时间循坏tloop(expr)极值拉置maxloc(expr,drmf,dim

23、2,tincr)minlocQ特彳正值位置findlvl(erpr,exprjtojfind,Iev1t/ev2)修改格点值七defvalvarival*pjvalval=subwrd(result,3)value=val+math_mod(val)"setdefvalvar1ival11jval£'value1、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

24、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-90setlat-9090setgxoutlinefillsetlev500displayconst(t,-20);t-273.162 、maskout函数1) 格式：maskout(expr,mask)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

25、。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。2) 功能：标记函数。可修改精品资料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

26、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)*3.1416/180definedu=cdiff(u*cos(lat*3.1416/180),y)definedy=cdiff(lat,y)*3.1416/180display(dv/dx-du/dy)/(6.37e6*cos(l

27、at*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)*3.1416/180definedy=cdiff(lat,y)*3.1416/180display-1*(u*dtx)/(cos(lat*3.1416/180)*dx)+v*dty/dy)/6.37e66 、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 、tl

28、oop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：setx1sety1setz3sett131dtloop(aave(ts,lon=0,lon=360,lat=-90,lat=90)Sett148Setz1Setx1;sety1a=aave(u,lon=110,lon=150,lat=0,lat=40)为求ts变量的全球面积平均的时间序列，

29、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fndlv(expr,exprjoJind,lexltle2)在指定的层次轴levl和人2间寻找第一个ExpUjfind表达式的值为expr的层次值。小例如下;L本例返回有M0K等温线的P层：dfhdlvl也consr:t240).e-1000.e100)2,4例返向M流层顶的P层值，小叩为包禽后辘层顶温度的变员；dfndlvl(Lttrop.lev=1000Ipa-LOO)3,本例脱叫fiidlvl的局限：返回等同地面气压p$fc的层次值(用

30、内部变量版6dfndlvl(lev,psfc,Iw二1100,lev=100)本例等同于显示p5fd除了psfck,-1100mb(Irv的最大值)处之外0可修改成温泡对湿度求比湿 虚温湘对湿度或温度 垂直涡度 中央差林禄1 全赚五、物理量计算/站点tvrh2q(tv_ejfpr,rfiexpr)g/gtvrh2t(fr_exprIrh_expr)degKhcurlfuexpr,vexpr)hdivg(exprfjexpr2)mag(u_expr,vejpr)从格点插到站点收集生成格点场gr2stn(grM_expr,stn_expr|/onr/at),母)coll2gr(cnum)num|-

31、u)Gressman雕网格平均时间平均时间声列最小值时间用喉大值oacres(grid_exprrs(n_exprrradii,1stjguess)oabinlgridexpr,stnexpr,-f|-c)stnavefexpr,dexprl,dexpr2,-mcount)stnminfexpr,dexprl,dexpr2f-mcounf!stnmaxtexpr,dexprl,dexpr2,4Hcount)特成1D格点序列s2g1d(expr)(v1.9)所看教学函教«加5掰0蕈防掰n,tan/tan2网)Jog,k)g101Powgg闻1 、gr2stn函数1 )格式：gr2stn

32、(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()tolDgl"皿</出仍柒。版僚令舷郦翻阵州缄机海肿cniim：果期棉号nnm;维果格4扬的垂直层次值,缺省为10制%，则为所有果集的站点数据|层次的蛤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,vexp