CDO学习1 CDO简介
参考自如下网站
http://www.ceda.ac.uk/static/media/uploads/ncas-reading-2015/cdo.pdf
介绍
- 一个有几百种操作符的单独命令
- CDO受NCO启发,通过命令行,提供了一系列的气候数据相关的操作
- 主要是被设计用在操作netCDF3/4,GRIB1/2
- 众多的函数可以被用在任何NetCDF/格点化数据
- 非常适合与特定任务
- 有效的调动内存
CDO:一个命令行工具
$ cdo <operator> [options] <files>
CDO操作的类别
- 文件信息和文件操作符
- 选择和比较
- 元数据的修改
- 算术操作符
- 统计分析
- 回归和内插
- 矢量和谱转换
- 格式化I/O
- 气候指数
众多操作符
CDO将其的功能分解成单独的操作符
当前(2015年)有超过650个操作符。如
showstdname Show standard names
sellonlatbox Select a longitude/latitude box
setmissval Set a new missing value
monadd Add monthly time series
zonstd Zonal standard deviation
eca_hd Heating degree days per time period
得到操作符的参考
如需参考,只需输入:cdo -h <operator>
操作符:1.文件信息
$ cdo infov ifile
这是一个带有一个2D变量的数据集的示例结果,包括3个时间步长:
-1 : Date Time Varname Level Size Miss : Minimum Mean Maximum 1 : 1987?01?31 12:00:00 SST 0 2048 1361 : 232.77 266.65 305.31 2 : 1987?02?28 12:00:00 SST 0 2048 1361 : 233.64 267.11 307.15 3 : 1987?03?31 12:00:00 SST 0 2048 1361 : 225.31 267.52 307.67
$ cdo showtimestamp ggas2014121200_00-18.nc 2014-12-12T00:00:00 2014-12-12T06:00:00 2014-12-12T12:00:00 2014-12-12T18:00:00
$ cdo pardes ggas2014121200_00-18.nc -1 CI Sea-ice cover [(0 - 1)] -2 SSTK Sea surface temperature [K] -3 MSL Mean sea-level pressure [Pa] -4 TCC Total cloud cover [(0 - 1)] -5 U10 10 metre U wind component [m s**-1] -6 V10 10 metre V wind component [m s**-1] -7 SKT Skin temperature [K]
很容易看到2个文件之间数值差异的概况:
$ cdo diff tas_rcp45_2055_ann_95p_change.nc tas_rcp45_2055_ann_05p_change.nc Date Time Param Level Size Miss : S Z Max_Absdiff Max_Reldiff 1 : 2065-12-30 12:00:00 -1 0 64800 0 : T F 16.693 0.99997 1 of 1 records differ
操作符的所有文件列表包括
- 赋值和连接
- 合并场和时间
- 按变量/层次/格点/时间分割场
一些例子
To copy a file and convert the output to NetCDF:
$ cdo −f nc copy ifile ofile.nc
To merge all files along the time axis:
$ cdo mergetime ifile1 ifile2 ifile3 ofile
可以用一些不同的方法选择数据包括:
- 变量码,名称或者属性
- 层次
- 时间
- 空间区域(纬度/经度)
操作符:2.选择
用id选择变量:“SSTK”和"CI":
$ cdo selname,SSTK,CI infile.nc outfile.nc
To select a lat/lon bounding box:
$ cdo sellonlatbox,120,-90,20,-20 infile.nc outfile.nc
To select a date/time range:
$ cdo seldate,2014-12-12T12:00:00, 2015-01-31T18:00:00 infile.nc outfile.nc
操作符:3.修改
设置时间轴到198701-16 12:00, 时间增量一个月增量 使用
$ cdo settaxis,1987-01-16,12:00,1mon ifile ofile
将一个2维场纬度从N到S反转成S到N
$ cdo invertlat ifile ofile
操作符:4.算术
计算所有场元素的平方根:
$ cdo sqrt ifile ofile
将所有输入场加入一个常数-273.15:
$ cdo -addc,-273.15 ifile ofile
操作符:5.统计
计算所有输入场的纬向平均:
$ cdo zonmean ifile ofile
假设输入数据集具有数年的月度平均值。 为了从月度计算季节性均值,必须跳过前两个月:Assume an input dataset has monthly means over several years. In order to compute seasonal means from monthly means the first two months must be skipped:
$ cdo timselmean,3,2 ifile ofile
多年逐日滑动百分值:
- 为了计算一个百分值,必须知道最小和最大边界。
$ cdo ydrunpctdl,p,nts infile minfile maxfile outfile
该运算符写滑动的百分值对于一年中的每一天,从infile写到outfile。最小和最大边界用minfile和maxfile提供。
计算一个对年逐日的滑动百分率值,需要执行多步。
$ cdo ydrunmin,5 ifile minfile $ cdo ydrunmax,5 ifile maxfile $ cdo ydrunpctl,90,5 ifile minfile maxfile ofile
操作符:6 内插
为了将所有场线性插值到一个T42高斯格点。
$ cdo remapbil,t42grid ifile ofile
为了将混合模式层数据插值到气压层925,850,500和200 hPa
$ cdo ml2pl,92500,85000,50000,20000 ifile ofile
操作符:9 气候指数
得到一个逐日降水总量时间序列找那个连续干日的最大数目。
$ cdo eca_cdd rrfile ofile
其中rrfile是逐日降水总量RR的时间序列,然后统计了连续天数的最大值,当RR小于1 mm时。
为了得到热带夜晚一个时间序列逐日最小温度
$ cdo eca_tr tnfile ofile
其中tnfile是逐日最低温度TN的时间序列,随后统计的是当TN>T时候的天数。T是一个可选的参数,其缺省值T=20℃。
除此之外CDO还能做什么? CDO有许多通用的命令行开关,可以与(大多数)运算符一起使用。 这是一个选择:
-a 生成绝对时间轴Generate an absolute time axis
-f <format> 指定格式Specify format ("grb", "nc", "nc4" etc)
-m <val> 设置默认缺测值Set the default missing value
-Q 对netCDF变量名排序Sort netCDF variable names
-r 生成相对时间轴Generate a relative time axis
-s 静默模式Silent mode
-V Version of CDO
-v Verbose - print extra details.
-z zip Deflate compression of netCDF4 vars.
组合运算符
所有的运算符都有一个固定的输入流和一个输出流,可以直接将结果管道给其它的操作符。这个操作符必须以“-”开始,为了和其它相结合。可以通过一下,来促进性能:
- 减少不必要的磁盘I/O
- 并行执行
例如,我们可以把
$ cdo timavg ifile1 tmp1 $ cdo dayavg ifile2 tmp2 $ cdo sub tmp2 tmp1 ofile $ rm tmp1 tmp2
替换成
$ cdo sub -dayavg ifile2 -timavg ifile1 ofile
组合运算符:例子2
以下三个命令是计算一个多年逐日滑动百分率,需要多步:
$ cdo ydrunmin,5 ifile minfile $ cdo ydrunmax,5 ifile maxfile $ cdo ydrunpctl,90,5 ifile minfile maxfile ofile
可以通过一个简单的命令替换
$ cdo ydrunpctl,90,5 ifile -ydrunmin ifile -ydrunmax ifile ofile
更多信息
CDO User Guide: https://code.mpimet.mpg.de/projects/cdo/embedded/cdo.pdf
CDO Home page: https://code.zmaw.de/projects/cdo
CDO Tutorial: https://code.zmaw.de/projects/cdo/wiki/Tutorial
CDO Documentation: https://code.zmaw.de/projects/cdo/wiki#Documentation