NCL学习笔记1：数据读取和选择

安装运行
数据读取和选择

重要资源库

官方文档： http://www.ncl.ucar.edu/Document/
官方邮件列表：http://www.ncl.ucar.edu/Support/email_lists.shtml
非官方论坛：
http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=forumdisplay&fid=39 ；http://bbs.lasg.ac.cn/?action-forumdisplay-fid-3
中文指南：https://ncl.readthedocs.io/zh_CN/latest/index.html

入门应用

可以直接从ncl官网Examples开始 https://www.ncl.ucar.edu/Applications/
更具体的语法、函数可以参考NCL_User_Guide和Reference_Manual https://www.ncl.ucar.edu/Document/

安装运行

安装

参照ncl官网 https://www.ncl.ucar.edu/Download/

建议用conda(适用于wsl,linux,mac_x86), sudo/yum(linux), homebrew(mac_x86)
os：由于ncl已经停止更新，暂不支持arm架构，即mac芯片，若一定有这个需求，可以先下载转译版的homebrew，且需重新适配x86_64版的fortran库（总之就是十分麻烦）

运行

1. 交互模式COMMAND MODE
   
   ncl开启ncl命令框
   quit退出

2. 批处理模式BATCH MODE
   ncl myscript.ncl运行ncl脚本
   ncl myscript.ncl >out运行脚本并输入结果定向到out文件中
   ncl -Q myscript.ncl禁用版本输出，即禁止输出Copyright(C)...版本号

3. 脚本编辑
   vscode，下载ncl Extension

基本语法

脚本结构

load "$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_code.ncl" ;加载库文件，6.2.0以上版本包含默认加载文件
;****************************************
; These files are loaded by default in NCL V6.2.0 and newer
; load "$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_code.ncl" 
; load "$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/csm/gsn_csm.ncl"                      
;****************************************

begin

; this is main body of your code

end

; 代码主体的前后需要有begin，end进行声明

从MATLAB到NCL

MATLAB	NCL	Descriptions
%	;	注释
[start:stride:end]	ispan/fspan	等差序列
nan,zero,...	new	创建新数组
[a,b]	table_attach_columns,	数组拼接
[a;b]	table_attach_rows	数组拼接
	write_matrix	按格式打印数组
' '	" "	字符串
['a',num2str（1),'b']	"a"+1+"b"	字符串拼接
reshape(A,[5,2])	reshape(arr1, (/5, 2/))	reshape成5行2列
A'	transpose(A)	转置

举例

fid="sst.nc"
f=addfile(fid, "r")      ;~ netcdf(fid)
;print(f)                 ~ ncdisp(fid)
;list_filevars(f)         ~ ncdisp简略版

var1=f->TEMP             ;~ ncread(fid,'zeta'), lon,lat,lev,time [181 64 1 1]
;printVarSummary(var1)    ~ ncdisp(fid,'zeta')
; 注意，ncl里的dimensions与matlab相反，一般matlab为lon,lat,lev,time，而ncl则为time,lev,lat,time

x1=var1(:,:,3:11:2,0)    ;~ x1=var(1,4:2:12,:,:)
;printVarSummary(x1)
; 注意顺序，以及+1
; x2=x1(0)                ~ x2=x1(1)
; x2=x1(start:end:stride) ~ x2=x1(start:stride:end)
; 如果没有start，默认从0开始，如果没有end，默认到结尾，:stride选择性
;******************************************************
; arr1(2:4) 选取arr1数组中第3个-第5个元素
; arr1(1::2) 选取arr1数组中第2个-最后，每隔一个元素选取
; hgt(:15:2, 0, 15, 29) 选取hgt数组中第1个时次-第16个时次每隔一个时次 | 第1层 | 第16个纬度 | 第30个经度的片段
;******************************************************

;选取经度在100-110，纬度在10-25之间的变量
x2=var1(:,:,{10:25},{100:110}) 
;printVarSummary(x2)

;选取   90-120°E       所有纬度、深度     第1个时次 的部分数据
x3=var({lon| 90:120}, lat| :, level| :, time| 0 )

;选取arr1数组中第2个、第4个、第5个、第6个、第8个、第9个元素组成的新数组
arr1 = ispan(1, 10, 1)
idx = (/1,3,4,5,7,8/)
;print(arr1(idx))

;条件选取，相当于find，isnan，...
a = (/1, 2, 3, 4, 5, 5, 4, 3, 2, 1, 1, 2, 3, 4, 5/) ; 定义一维数组
a@_FillValue = 5 ; 将5设置为缺测
valid = ind(ismissing(a)) ; 找到数组a中所有缺测值的位置
a(valid) = 0 ; 将缺测值所在位置元素赋值为0
a(ind(a.ne.0)) = -a(ind(a.ne.0)) * 2 + 1 ; 对所有不等于0的元素操作
; ind: Returns the indices where the input is True.
; .eq. 等于     .ne. 不等于
; .gt. 大于     .ge. 大于等于
; .lt. 小于     .le. 小于等于
; .and.  .or.  .not. .xor.

主要参考NCL中文指南、汪君老师NCL课程

NCL入门级新手，有理解不到位处望批评指正