气象程序设计及绘图实习报告

1、实习要求： 根据所提供的实习说明和资料，按要求完成实习内容； 将完成的实习内容按步骤写入实习报告中，包括资料说明、Fortran程序、CTL文件、gs文件、绘制的图形（要求在图形上方用draw title的方式添加标题，注明姓名拼音及学号） 根据所绘图形及查找相关文献，说明本次实习所求物理量场的意义。实习内容： Nino34海温指数与海平面气压相关图 Nino34海温指数与中国160站降水相关图1. 绘制1月份Nino34海温指数与1月份海平面气压相关图1.1 资料说明 Nino34指数：Nino34.txt是1951年1月至2013年12月Nino3.4区（热带太平洋：西经170度西经120

2、度、北纬5度南纬5度）区域平均海温指数资料，共有63行数据，每行数据第一个数字为年份，后面12个数字为该年1-12月的海温指数； 全球海平面气压月平均数据：slp.jan.grd为1951至2013年的1月全球海平面气压场二进制数据，年数为63年，格点数144*73，水平分辨率2.5*2.5；1.2 步骤：1用Fortran编写corr.grid.f90文件，计算1951-2013年 1月Nino34海温指数与海平面气压相关系数，计算结果保存于corr.slp.grd 文件中；corr.grid.f90文件：program cximplicit nonerealt(63),p(73,144,6

3、3),r(73,144),relation,z(63)character*12 c(63)character*7 a(63)integer i,j,kopen(5,file=D:exprimentsgradsslp.jan.grd,form=binary)open(6,file=D:exprimentsgradsnino34.txt)do i=1,63read(6,(A12) c(i)end dodo i=1,63read(c(i),(A7,F5.2) a(i),t(i)end dodo k=1,63read(5) (p(i,j,k),j=1,144),i=1,73)end do!print*

4、,pdo i=1,73 do j=1,144 do k=1,63 z(k)=p(i,j,k)end do r(i,j)=relation(z,t,63)end doend do!print*,ropen(7,file=D:exprimentsgradscorr.slp.txt)open(8,file=D:exprimentsgradscorr.slp.grd,form=binary)write(7,(144F5.2) (r(i,j),j=1,144),i=1,73)write(8) (r(i,j),j=1,144),i=1,73)endfunction relation(a,b,n)impli

5、cit noneinteger,intent(in):nreal,intent(in):a(n),b(n)real:relation !返回的相关系数integer:i,j !循环控制变量real:sfenzi,sfenmu1,sfenmu2,s !加法器real:amean,bmean !a,b向量的平均值!计算平均值s=0.do i=1,n s=s+a(i)end doamean=s/ns=0.do i=1,n s=s+b(i)end dobmean=s/n !计算相关系数sfenzi=0.sfenmu1=0.sfenmu2=0.do i=1,n sfenzi=sfenzi+(a(i)-a

6、mean)*(b(i)-bmean) sfenmu1=sfenmu1+(a(i)-amean)*2 sfenmu2=sfenmu2+(b(i)-bmean)*2end dorelation=sfenzi/sqrt(sfenmu1*sfenmu2)end function relation保存于corr.slp.grd 文件中。书写corr.slp.grd 的数据描述文件1.ctl：dset e:grads20150706qimotest1corr.slp.grdtitle slpundef -9.99e33xdef 144 linear -180 2.5ydef 73 linear -90 2

7、.5zdef 1 levels 1000tdef 63 linear jun1951 1yrvars 1slp 0 0 sea level pressureendvars编写1.gs文件：reinitopen e:grads20150706qimotest11.ctlset lev 1000set lon -180 180set lat -90 90set t 1set gxout shadedset grads offset black -0.2 0.2d slpset gxout contourd slpdraw title Lu Yu 20131301070cbar 1.0 0print

8、im e:grads20150706qimotest11.png white;绘制1951-2013年 1月Nino34海温指数与海平面气压相关系数图：1951-2013年 1月Nino34海温指数与海平面气压相关系数图2 绘制1月份Nino34海温指数与7月份中国160站降水相关图：2.1资料说明 Nino34指数：Nino34.txt是1951年1月至2013年12月Nino3.4区（热带太平洋：西经170度西经120度、北纬5度南纬5度）区域平均海温指数资料，共有63行数据，每行数据第一个数字为年份，后面12个数字为该年1-12月的海温指数； 160站降水资料：r1607.txt是中国1

9、60站19512013年共63年7月降水资料，数据是1951年7月各站降水量按照id.txt中各站顺序写入，该年160站都写入后再写下1952年7月各站降水量，.，直至2013年7月各站降水量按照id.txt中各站顺序写入； 160站站点资料：id.txt是160站站号和纬度、经度资料，共有160行。每行第一个数据为8位字符型的站号，后面两个数字分别为该站点纬度和经度；2.2 步骤：用Fortran编写corr.station.f90文件，计算1951-2013年1月Nino34海温指数与7月160站降水相关系数，计算结果保存于corr.7.txt和corr.7.grd文件中；program

10、cximplicit noneinteger p(160,63),i,j,kreal s(63),r(160),relation,t(63),lon(160),lat(160),timcharacter*12 c(63)character*7 a(63)character*8 stid(160)integer nlev,nflagopen(6,file=E:grads20150706qimotest2nino34.txt)open(5,file=E:grads20150706qimotest2r1607.txt)open(10,file=E:grads20150706qimotest1id.t

11、xt)do i=1,160read(10,*) stid(i),lat(i),lon(i)end doprint*,stiddo j=1,63read (5,*) (p(i,j),i=1,160)end dodo i=1,63read(6,(A12) c(i)end dodo i=1,63read(c(i),(A7,F5.2) a(i),t(i)end dodo i=1,160 do j=1,63 s(j)=p(i,j) end dor(i)=relation(s,t,63)end do!print*,rtim=0nlev=1nflag=1open(7,file=E:grads20150706

12、qimotest2corr.7.txt)open(8,file=E:grads20150706qimotest1corr.7.grd,form=binary)do i=1,160write(7,*) stid(i),lon(i),lat(i),tim,nlev,nflag,r(i)end dodo i=1,160write(8)stid(i),lat(i),lon(i),tim,nlev,nflag,r(i)end donlev=0 write(8)stid(160-1),lat(160-1),lon(160-1),tim,nlev,nflag,r(160-1)endfunction rela

13、tion(a,b,n)!本程序计算两列向量的相关系数!a,b分别是待计算的向量!n是向量的长度，要求两列向量等长implicit noneinteger,intent(in):nreal,intent(in):a(n),b(n)real:relation !返回的相关系数integer:i,j !循环控制变量real:sfenzi,sfenmu1,sfenmu2,s !加法器real:amean,bmean !a,b向量的平均值!计算平均值s=0.do i=1,n s=s+a(i)end doamean=s/ns=0.do i=1,n s=s+b(i)end dobmean=s/n!计算相关系

14、数sfenzi=0.sfenmu1=0.sfenmu2=0.do i=1,n sfenzi=sfenzi+(a(i)-amean)*(b(i)-bmean) sfenmu1=sfenmu1+(a(i)-amean)*2 sfenmu2=sfenmu2+(b(i)-bmean)*2end dorelation=sfenzi/sqrt(sfenmu1*sfenmu2)end function relation书写corr.7.grd 的数据描述文件2.ctl ；dset E:grads20150706qimotest2corr.7.datdtype stationstnmap E:grads201

15、50706qimotest2corr7.mapUNDEF 2.5E33TITLE corrTDEF 1 linear jan1951 1moVARS 1r 0 99 relationendvars准备corr.7.grd的站点映射文件corr7.map；准备 GrADS画站点图时插值时所需格点数据Grid.grd和及其描述文件Grid161.ctl（已提供）；编写2.gs文件，绘制1951-2013年 1月Nino34海温指数与7月中国160站降水相关系数图，保存于corr.7.gmf 文件中。reinitopen E:grads20150706qimotest2grid161.ctlopen

16、 E:grads20150706qimotest22.ctlset lat 3 54set lon 70 135define a=oacres(g,r.2)define a1=maskout(a,g-0.5)define aa=smth9(a1)set grads offset mpdset cnworldset map 1 1 1enable print E:grads20150706qimotest1corr7.gmfset gxout shadedset cmin 0d aaset gxout contourset ccolor 2d aadraw title Lu Yu 20131301070printdisable print1951-2013年 1月Nino34海温指数与7月我国160站降水相关系数图分析：图1 是1951-2013年 1月Nino34海温指数与海平面气压相关系数图，从图中可以看出，赤道中东太平洋地区海温指数和海平面气压成明显正相关，最大相关系数已超过0.8；而赤道锡太平洋地区海温指数和海平面气压则成负相关，最小相关系数低于-0.6。由此可以解释当发生厄尔尼诺事件时，由于赤道中东太平洋和秘鲁沿岸等地区海温上升，使沃克环流减弱，对中东太平洋地区的下沉气流产生负的影响，使中东太平洋地区海平面气压降低；与之相反，西太平洋地区上升气流减