《气象科学绘图》教学大纲

1、气象科学绘图Graphing in Meteorology Science一、课程基本情况课程类别：专业任选课课程学分： 2 学分课程总学时：32 学时，其中讲课：16学时，实验（含上机）：16 学时课程性质：选修开课学期：第4学期先修课程：气象程序设计、天气学原理适用专业： 大气科学专业教 材：马红云，李丽平，GrADS软件基础教程，气象出版社，2011.11 孙晓娟，马红云，李丽平，气象程序设计与绘图实验教程，气象出版社， 2015.12开课单位：大气科学学院数值预报系二、课程性质、教学目标和任务气象科学绘图是大气科学专业的专业任选课，本课程将介绍目前气象界广泛使用的专业绘图软件，以及各软

2、件制图特点。其中，GrADS作为一款开发历史悠久、应用广泛的的气象数据处理与显示软件，具有易操作、出图快等优点。为此，本课程将针对GrADS软件的应用进行重点讲解，旨在使学生系统地了解GrADS软件的基本原理，切实地掌握用该软件制图的基本方法，初步具备编程绘图的能力，为将来专业知识学习与科研工作奠定基础。三、教学内容和要求第1章 常用绘图软件介绍（2学时） （1）GrADS、NCL、MATLAB等绘图软件基本特征的简单介绍及异同； （2）GrADS、NCL、MATLAB在气象绘图中的应用简介。重点：GrADS、NCL、MATLAB等绘图软件异同。难点：GrADS、NCL、MATLAB等绘图软件

3、在气象绘图中的异同。第2章GrADS运行及数据处理（3学时）2.1 GrADS使用基础（1学时）（1）掌握GrADS软件的安装、启动与退出；（2）熟悉利用网络资源；（3）熟悉软件中常用文件类型；（4）了解软件使用流程；2.2 数据文件的准备与数据描述文件的建立（1学时）（1）了解数据描述文件与原始数据文件之间的关系；（2）掌握数据格式的转换（十进制二进制），数据描述文件（ctl文件）的构成和建立方法；2.3常用格点数据资料的使用（1学时）（1）熟悉常用数据格式；（2）掌握netCDF、GRIBI格式的格点数据资料的使用方法；重点： GrADS软件的安装与运行、数据描述文件的建立，不同数据格式的

4、数据文件的使用方法难点：GrADS软件常用文件类型、数据描述文件的建立第3章GrADS的基本操作（1学时）（1）掌握基本操作命令；（2）熟悉GrADS运行环境与方式；（3）理解示例中操作命令的功能；（4）了解基本操作流程；重点：GrADS基本操作命令，编写gs文件运行绘图命令难点： gs文件的编写格式及在GrADS运行环境中的运行与调试第4章 绘图要素的设置 (2学时)4.1 绘图要素的设置 （1学时）（1）了解“set”命令的设置内容；（2）了解各类设置的基本功能和使用时效；（3）理解维数环境的概念；4.2实例应用（1学时）（1）掌握不同图形类型的制图要领；重点：维数环境、图形类型与图形要素

5、的设置命令难点：维数环境的概念与设置方式，图形类型（一维或二维图形）的概念，绘图技巧的应用第5章 基础绘图命令（1学时）（1）了解基础绘图命令在GrADS运行环境中的使用方法；（2）熟悉常用基础绘图命令的功能；（3）掌握特殊字符的设置；重点：基础绘图命令的应用难点：特殊字符的设置第6章 命令语言中的变量和函数 （2学时）（1）掌握完全变量名的使用方法；（2）熟悉命令语言中常用内部函数的功能；（3）理解临时变量的定义方法；重点：变量的定义与使用方法，使用内部函数对数据进行处理难点：在变量使用时局部维数环境的设置 第7章 描述语言的应用（2学时）7.1 描述语言概述及构成（1学时）（1）了解描述语

6、言与命令语言的区别；（2）掌握GrADS描述语言的常用语句及其在gs文件中的编写规范；（3）熟悉描述语言中常用内部函数的功能；7.2 描述语言的应用（1学时）（1）通过实例分析，掌握用描述语言编程绘图的基本方法；重点：正确使用描述语言中的赋值语句与循环语句，能结合内部函数控制绘图流程难点：在gs文件中合理有效使用命令语言和描述语言进行编程绘图 第8章 站点资料的使用（2学时）8.1 站点资料的形式及处理方法（1学时）（1）了解站点资料的形式和数据文件格式（2）熟悉利用站点数据文件进行绘图时所需的各类型文件；（3）掌握Fortran语言生成GrADS软件可用的站点数据文件的方法；8.2 站点资料的绘图应用（1学时）（1）了解GrADS针对站点数据文件的绘图类型；（2）掌握站点填图和进行格点化插值绘图的方法。重点：利用Fortran语言生成GrADS软件可用的站点数据文件，对站点数据进行格点化插值绘图；难点：站点数据进行格点化插值绘图方法第9章 气象要素的计算与绘制（2学时）（1）巩固Fortran语言在气象数据处理方面的应用情况；（2）通过Fortran、GrADS计算涡度、散度和垂直速度等物理量，了解二者在大气科学中的实际应用方法及异同。（3）利用GrADS绘制涡度、垂直速度等物理量的图像。重点：综合利用Fortran语言和GrADS软