Matlab在大气科学中的应用

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1、Matlab在大气科学中的应用李振亮重庆市环境科学研究院大气所博士/高工目录1Matlab简介2什么是NetCDF？3应用案例一：全球再分析气象数据的批量化读取4应用案例二：WRF输出结果的后处理及空间化展示5应用案例三：污染物排放清单NetCDF文件的编写1Matlab简介MatlabMatrixLaboratory矩阵实验室Matlab是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，自1984年推向市场以来，经过多年的发展与竞争，现已成为国际公认的最优秀的工程应用开发环境在欧美各高等院校，Matlab是线性代数、数值分析、数理统计、自

2、动控制、数字信号处理、动态系统仿真、图像处理等课程的基本教学工具，已成为大学生必须掌握的基本技能之一1Matlab简介Matlab的发展1980年，Moler教授用Fortran语言编写了集命令翻译、科学计算于一身的一套交互式软件系统1984年，Moler等成立了TheMathWorks的公司，用C语言完全改写Matlab，并推出第一个商业版到九十年代，在国际上30几个数学类科技应用软件中，Matlab在数值计算方面独占鳌头。目前，Matlab已成为世界顶尖的数学应用软件就影响而言，至今仍然没有一个别的计算软件可与Matlab匹敌1Mat

3、lab简介Matlab是一个交互式软件系统输入一条命令，立即就可以得到该命令的运行结果Matlab具有很强的数值计算功能Matlab以矩阵作为数据操作的基本单位，但无需预先指定矩阵维数（动态定维）按照IEEE的数值计算标准进行计算提供十分丰富的数值计算函数，方便计算，提高效率Matlab命令与数学中的符号、公式非常接近，可读性强，容易掌握1Matlab简介Matlab的符号计算功能Matlab和著名的符号计算语言Maple相结合Matlab的绘图功能Matlab提供丰富的绘图命令，很方便实现数据的可视化Matlab的编程功能Ma

4、tlab具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特征，且简单易学、编程效率高1Matlab简介Matlab丰富的工具箱（toolbox）根据专门领域中的特殊需要而设计的各种可选工具箱SymbolicMathSignalprocessControlSystemPDEImageProcessSystemIdentificationOptimizationStatistics……Matlab的Simulink动态仿真集成环境提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观察仿真结

5、果等功能1Matlab简介当前工作目录M文件预览当前工作命令窗口空间1Matlab简介M文件示例Matlab教程2什么是NetCDF？NetCDF(networkCommonDataForm)网络通用数据格式是由美国大学大气研究协会（UniversityCorporationforAtmosphericResearch，UCAR)的科学家针对科学数据的特点开发的，是一种面向数组型并适于网络共享的数据的描述和编码标准。对程序员来说，它和zip、jpeg、bmp文件格式类似，都是一种文件格式的标准。netcdf文件开始的目的是用于存储气象科学中的数据，

6、现在已经广泛应用于大气科学、水文、海洋学、环境模拟、地球物理等诸多领域，例如，NCEP(美国国家环境预报中心)发布的再分析资料，NOAA的CDC(气候数据中心)发布的海洋与大气综合数据集(COADS)均采用NetCDF作为标准。2什么是NetCDF？一个NetCDF数据集包含维(dimensions)、变量(variables)和属性(attributes)三种描述类型，这些类型共同描述了一个数据集。变量存储实际数据，维给出了变量维度信息，属性则给出了变量或数据集本身的辅助信息属性。2什么是NetCDF？2什么是NetCDF？2什么是NetCDF？

7、3应用案例一Grib2数据读取：如何批量从0.25°FNL全球再分析数据中插值读取任意点的三维气象数据？3应用案例一美国国家环境预报中心（NCEP）和国家大气研究中心（NCAR）联合执行的全球大气资料再分析数据FNL；GRIB码是与计算机无关的压缩的二进制编码，主要用来表示数值天气预报的产品资料。3应用案例一3应用案例一3应用案例一3应用案例一3应用案例一SettingupNCToolbox:AddpathforNCToolbox:(NCToolboxinC:ctoolbox):addpath('c:/nctoolbox')Runsetup

8、NCToolboxusing:setup_nctoolbox3应用案例一C:UsersLZLDocumentsMA