南京信息工程大学 实验（实习）报告
实验（实习）名称 基于NCAR/NCEP再分析资料的降水和气温的气候特征分析 日期 2016.10 得分 指导教师 孙晓娟 系 大气科学 专业大气科学
班次 长望实验班 姓名 夏新露
一、 实习目的
（1） 了解NCEP/NCAR再分析数据记得数据结构。
（2） 通过NCEP/NCAR再分析数据集，掌握FORTRAN有格式输入
输出语句（Read、Print、Write）的读写四维数据的方法。
（3） 掌握FORTRAN多维数组的定义和使用方法。 （4） 掌握隐式do循环的使用方法。
（5） 巩固FORTRAN顺序结构概念和顺序结构程序设计方法。 （6） 掌握GrADS对“*.nc”文件的读取方法。 （7） 掌握GrADS中fwrite写出二进制数据的方法。 （8） 掌握GrADS中While循环的使用方法。 （9） 掌握GrADS中变量的定义和使用方法。
（10） 掌握四维“*.grd”数据格式建立数据描述文件（*.ctl）
的方法。
（11） 巩固GrADS的基本操作命令的使用方法。
（12） 掌握GrADS对contour和shaded图形类型的设置方法
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以及两种绘图类型的图形要素设置方法。
（13） 掌握GrADS中基础绘图命令的设置方法。
（14） 掌握GrADS中printim生成文件（*.gmf、*gif、*.png）
的方法。
二、 实习内容 问题描述
利用1948-2010年NCAR/NCEP月平均气温和降水再分析资料（nc格式文件），分析1月气温和降水气候特征。要求利用Fortran提取1948-2010年1月数据并进行计算，以“*.grd”格式保存1948-2010年1月气温、降水气候场数据，用GrADS生成1948-2010年1月气温、降水气候二维等值线和二维填色图两种格式叠加的图像，书写标题，并在高温、低温中心标记“H”和“L”。保存并分析之。
问题分析
已知：1948-2010年NCAR/NCEP月降水和气温再分析资料。 绘制：1948-2010年1月气温、降水气候图。
通过分析，首先用Grads将从NCAR/NCEP月气温和降水再分析资料（nc格式 文件）中提取气温和降水1月逐年数据，并保存为为grd格式文件，再用Fortran程序利用grd 格式资料按照公式
1nx??xi求得气温和降水的气候值，用GrADS绘制二者的气候图，分 ni?1析1948-2010年1月蒙古高压气候特征。
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三、 实习步骤
① 分析问题，理清算法和程序，设计和编写程序。
② 书写“air1948-2010-1.gs”和“pre1948-2010-1.gs”从NCAR/NCEP
再分析资料（nc格式），利用fwrite提取1月逐年数据，生成气温、降水1月的二进制数据“air1.grd”、“pre1.grd”，编写1月气温、降水资料“air1.grd”、“pre11.grd”的数据描述文件“air1.ctl”、“pre1.ctl”。
③ 启动软件开发环境Microsoft Developer Studio。 ④ 在D盘上创建新工作区shixi05。
⑤ 在工作区shixi2内创建新项目shixi05。
⑥ 在项目shixi21内创建源程序文件“shixi05.f90”，编辑输入源
程序文本，打开1948-2010年1月气温、降水资料“air1.grd”、“pre1.grd”，根据求均值公式求得1948-2010年1月气温、降水气候场值。
⑦ 编译、构建、运行、调试Fortran程序，生成1948-2010年1月
气温、降水气候场数据“tc1.grd”、“pc1.grd”。
⑧ 打开记事本，编写“tc1.grd”和“pc1.grd”的数据描述文件
“tc1.ctl”和“pc1.ctl”。
⑨ 利用GrADS的基本绘图命令和contour、shaded要素设置方法以
及基本绘图命令，利用printim和enable print两种输出图像方法及输出图像格式设置，编写“tc1.gs”和 “pc1.gs”。
⑩ 启动GrADS，运行、调试“tc1.gs”和 “pc1.gs”，保存气温、
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降水气候图“tc1.gmf”、“pc1. gmf”或者“tc1.gif”、“pc1. gif”。
? 分析1948-2010年1月气温、降水的气候特征。
程序设计：
提取NCAR/NCEP再分析资料中1月气温、降水二进制数据 （1）air1948-2010-1.gs 'reinit'
'sdfopen E:\\daqi\\GrADS\\gradsSHIXI\\shixi5\\air.mon.mean.nc' 'set gxout fwrite'
'set fwrite E:\\daqi\\GrADS\\gradsSHIXI\\shixi5\\air1.grd' 'set x 1 144' 'set y 1 73' i=1
while(i<=756) 'set t 'i'' 'd air' i=i+12 endwhile
'disable fwrite'
;（2）pre1948-2010-1.gs 'reinit' 'sdfopen
E:\\daqi\\GrADS\\gradsSHIXI\\shixi5\\pr_wtr.eatm.mon.mean.nc'
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'set gxout fwrite'
'set fwrite E:\\daqi\\GrADS\\gradsSHIXI\\shixi5\\pre1.grd' 'set x 1 144' 'set y 1 73' i=1
while(i<=756) 'set t 'i'' 'd pr_wtr' i=i+12 endwhile
'disable fwrite' ;
编写“air1.grd”、“pre1.grd”数据描述文件“air1.ctl”和“pre1.ctl” （1）air1.ctl
dset E:\\daqi\\GrADS\\gradsSHIXI\\shixi5\\air1.grd title air temperature of NCEP Reanalysi s in Jan undef -9.96921e+36 xdef 144 linear 0 2.5 ydef 73 linear -90 2.5
zdef 1 linear 0 1 tdef 63 linear 00Z01JAN1948 1yr
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