大气再分析资料的预处理1 JRA资料的下载与预处理

第一章再分析资料的预处理

1 JRA资料的预处理

1.1 JRA资料简介

The JapanMeteorological Agency (JMA) conducted JRA-55, the second Japanese globalatmospheric reanalysis project. It covers 55 years, extending back to 1958,coinciding with the establishment of the global radiosonde observing system.Compared to its predecessor, JRA-25, JRA-55 is based on a new data assimilationand prediction system (DA) that improves many deficiencies found in the firstJapanese reanalysis. These improvements have come about by implementing higherspatial resolution (TL319L60), a new radiation scheme, four-dimensionalvariational data assimilation (4D-Var) with Variational Bias Correction (VarBC)for satellite radiances, and introduction of greenhouse gases with time varyingconcentrations. The entire JRA-55 production was completed in 2013, andthereafter will be continued on a real time basis.

Specificearly results of quality assessment of JRA-55 indicate that a large temperaturebias in the lower stratosphere has been significantly reduced compared toJRA-25 through a combination of the new radiation scheme and application ofVarBC (which also reduces unrealistic temperature variations). In addition, adry land surface anomaly in the Amazon basin has been mitigated, and overallforecast scores are much improved over JRA-25.

Most ofthe observational data employed in JRA-55 are those used in JRA-25.Additionally, newly reprocessed METEOSAT and GMS data were supplied by EUMETSATand MSC/JMA respectively. Snow depth data over the United States, Russia andMongolia were supplied by UCAR, RIHMI and IMH respectively.

The DataSupport Section (DSS) at NCAR has processed the 1.25 degree version of JRA-55with the RDA (Research Data Archive) archiving and metadata system. The modelresolution data has also been acquired, archived and processed as well,including transformation of the TL319L60 grid to a regular latitude-longitudeGaussian grid (320 latitudes by 640 longitudes, nominally 0.5625 degree). AllRDA JRA-55 data is available for internet download, including completesubsetting and data format conversion services.

Both daily and monthly data areencoded in Gridded binary (GRIB) Edition 1 format (WMO 2011). (Daily datainclude 3-, 6- and 24-hourly data, which vary by category).

1.2 JRA55资料下载

数据下载说明页面：http://jra.kishou.go.jp/JRA-55/index_en.html

JRA55的数据列表参考文件JRA-55_handbook_LL125_en.pdf

手册下载地址为：http://jra.kishou.go.jp/JRA-55/document/JRA-55_handbook_LL125_en.pdf

方法一：手动下载，适用于数据不多的情况

在浏览器中输入ftp://ds.data.jma.go.jp，输入用户名和密码即可登录下载所需数据

方法二：在LINUX下或者CMD命令行中下载，适用于数据稍多的情况

$ ftp ds.data.jma.go.jp # log-on to the JMA DataDissemination System (JDDS)

???????? # user ID

******** # password

binary # changes transfer mode to binary

cd JRA-55/Hist/Monthly/anl_surf125

get anl_surf125.195801

get anl_surf125.195802

...

bye

方法三：在FTP专业下载软件FileZilla下，适用于大量数据的下载

连接主机ftp://ds.data.jma.go.jp

输入账户密码，选择所需要的数据和本地下载路径，即可批量快速下载

注意1: ”JRA55是GRIB1类型的资料，下载数据完成后，将批量描述的CTL和索引文件.idx也一起下载，否则自己按照“E8料认识与应用（GrADS）-_兰溪整合版（grib1_grib2）.pdf”中的方法生成CTL文件和对应的索引文件。

注意2：下载资料前需要自己申请JRA官网下载数据的账号和密码，账号申请的地址为：http://jra.kishou.go.jp/cgi-bin/secaccess.cgi?pr=2 ，注意申请时的说明，一般第二天就会邮件回复，给一个账户和登录密码。

1.3 JRA55资料预处理

第一步：确认数据变量的层次数目（可做可不做）：在CMD或者LINUX中命令中输入wgrib{文件名}，查看数据的层次等信息，以确认层次的数目（注意wgrib.exe需要事先下载好并将其路径添加到环境变量中去）

第二步：修改.ctl文件中的路径，保存

第三步：编写合并多个GRIB文件的.gs文件，并用GRADS运行，生成合并后的.grd文件

注意易错：由于网络不稳定等原因，所有文件下载完成后，首先需要检查文件总个数是否正确（一个时次一个文件），其次检查每个文件大小是否相同，即是否每个文件都完整下载了，以防后续处理出错。

实例：在FTP上下载了JRA55总共696个时次的月平均位势高度场的资料到本地文件夹，

同时还将anl_p125_hgt.monthly.ctl和anl_p125_hgt.monthly.idx文件一同下载到本地。（JRA55资料的处理方法类似于FNL资料的处理方法）

STEP1：根据自己的实际修改anl_p125_hgt.monthly.ctl文件中前两行的默认路径，以及需要的时次，最终得到的CTL文件的内容为：

dset ~\anl_p125_hgt.%y4%m2

index ~\anl_p125_hgt.monthly.idx

undef9.999E+20

titleanl_p125_hgt

* produced by grib2ctl v0.9.12.5p41

dtypegrib 255

options yrev template

ydef145 linear -90.000000 1.25

xdef288 linear 0.000000 1.250000

tdef 696 linear 00Z01Jan1958 1mo

*根据下载的文件数进行调整

* z has 37 levels, for prs

zdef37 levels

1000975 950 925 900 875 850 825 800 775 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250225 200 175 150 125 100 70 50 30 20 10 7 5 3 2 1

vars1

HGTprs37 7,100,0 ** (profile) Geopotential height [gpm]

ENDVARS

重要说明：因为官网上下载的索引文件（包括CTL）是针对所有文件时次的，即索引文件开始的时次已经确定，所以下载的时候，最好全部下载！否则自己修改CTL并重新生成索引文件！或者，不必下载到最后一个时次，但必须从最开始时次（1958年1月或者1958年1月1日….）的文件下载，此时对CTL文件时间维的维数稍加修改即可，但是起始时间维不变！此为本人理解，若有错误望大家指正！！！

STEP2：自行编写.gs脚本合并所有的GRIB文件，这里合并所有层次、时次和二维空间场的数据：

'reinit'

'open ~/anl_p125_hgt.monthly.ctl'

*自行修改路径

'setgxout fwrite'

'setfwrite ~/JRA55.hgt.mon.order.grd'

it=253

*这里是从1979年1月开始到2015年12月

while(it<=696)

'setlat -90 90'

'set lon 0 358.75'

*这里易将'set lon 0 358.75'错写为'set lon 0 360'从而导致数据排列发生混乱

*'setx 1 288'

*'sety 1 145'

'sett 'it''

iz=1

while(iz<=37)

'setz 'iz''

'dHGTprs'

iz=iz+1

endwhile

it=it+1

endwhile

'disablefwrite'

;

数据量大的话慢慢等，去喝杯咖啡，但是你不会就此变成洛伦兹。。。。。。

结果：2.56G! 大功告成！为这个巨大的文件配个CTL就可以做后续工作了！

最后别急！一定要对合并的GRD文件做一个正确性验证！指定一个时次，用原始单个文件的数据和合并后的数据分别画图进行验证！！

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