数値データの取り扱いの初歩

1. 数値データの取り扱いの初歩

[1.1] 簡単なグラフを書く

$ gnuplot
gnuplot>  sin(x) 

[1.2] ruby

[1.3] netCDF ファイルの中身を見る

まずは netCDF ファイルの中身を見てみましょう. 実験を行なったディレクトリに行き, ファイルの中身を見ます.

$ ncdump Temp.nc | less

• long_name は温度を表すものになっていますか?
• 単位は正しいでしょうか?
• 意図した時刻まで積分が実行できるているでしょうか? (time の値を見てみましょう)

このようにして netCDF ファイルの中身を確認することができます. 中身がわからなくなってしまった netCDF データについては, メタデータを確認するようにしましょう.

では, 次に温度のデータの軸を確認しましょう. 温度が

• lon : 経度
• lat : 緯度 DCPAM はスペクトル法だけど, 格子点値に変換されたものが出力される. 格子点の間隔はおよそ何km になっているかわかりますか?
• sig : σ=p/ps (ps は地表面気圧). DCPAM の鉛直座標は気圧に基づいた ものになっている. 対流圏界面は σ=0.15 付近にあります. 対流圏 (高さおよそ 10km) の 中に鉛直格子点はいくつあるでしょうか?
• time : 時刻

[1.4] 作図スクリプトを作成して大気の状態を眺める

• 「結果の可視化」の項目にあった irb で入力したものを ruby スクリプト に保存する. 更にファイルの1 番先頭に "#!/usr/bin/env ruby" というおまじないを入れる. スクリプトの名前は snapshot.rb にする.
• snapshot.rb を実行できるようにパーミッションの設定を行なう.
• 実行してみる.

スクリプトの簡単な解説です.

• 1 行目 おまじない
• 4 行目がデータ入力です. Temp.nc 中の Temp という変数を gphys オブジェクトに読みこむことを指定しています.
• 5 行目では図の出力先の設定を行なっています. DCL.gropn(1) とすると画面に出力されます. DCL.gropn(2) とすると pdf ファイルに出力されます.
• 7 行目では軸の設定を行なっています. 'itr'=> 2 は縦軸が対数軸・横軸が線形軸となる指定を表します. 縦軸・横軸ともに線形軸にするには 'itr'=> 1 とします.
• 8 行目が色塗りの図を描く部分です. gphys のメソッドを使ってこの行を書き換えると色々な種類の 図を描くことができます. 例えば, gphys.mean('lon') とすると経度平均の図を描くことができます. gphys.mean('lon').cut('time'=>2) とすると 2 日目の経度平均の図を描くことが できます.

snapshot.sh で3 年計算のデータの図を書こうとすると エラーが出るかもしれません. その場合は open の箇所で

gphys = GPhys::IO.open('Temp.nc', 'Temp').cut('time'=>730..1095)

ここまでは瞬間値の図 (スナップショットと言います) を書いてきましたが 時間範囲を指定して時間平均の図も作ってみましょう.

スクリプトを使って他の物理量の図も書いてみる.

DCL.gropn(2)

$ convert -rotate 90 dcl.pdf Temp_zonalmean.png

[1.5] 水に関する量をいくつかかいてみる

snapshot.rb を改変して, 降水 (PRCP.nc) と地表面蒸発フラックス (SurfH2OVapFlux.nc) それぞれの 1 年平均の水平分布図を作ってみましょう.

snapshot.rb を更に改変します. 降水を gphys_prcp オブジェクトに, 蒸発を gphys_h2ovapflux オブジェクトに読みこむように しましょう. その上で降水と蒸発の差 gphys_prcp - gphys_h2ovapflux の 平面分布の図を描くように変更してください.

次に東西平均の図を作りましょう. snapshot.rb を壊変して, 降水, 蒸発, 降水と蒸発の差の東西平均グラフを描いてみましょう.

最後に全球平均値の計算もやる (これは時間が足りないかも). PRCP を全球平均するスクリプトを渡す (まだスクリプトできてない). そのスクリプトを以下のように改編する.

• 蒸発の全球平均値も出すようにする.
• 2 つの差をとる

[1.6] 課題に向けて