数据使用笔记

记录一些下载使用数据过程中的小问题

1. ERA5-land数据中的潜在蒸散

ECMWF下载了ERA5-land的月潜在蒸散数据,打开后发现绝大部分数据都是负值
原始潜在蒸散
在谷歌后查了一下后发现原因应该是这个数据将从大气到地表的通量设为正,而从地表到大气的通量则为负,因此潜在蒸散数据基本都为负值。
转为正值的潜在蒸散

### ERA5-Land 潜在数据获取与计算 ERA5-Land 是欧洲中期天气预报中心 (ECMWF) 提供的一种再分析产品,专注于陆面参数。对于潜在数据,在 ECMWF 下载的 ERA5-Land 的月潜在数据中,大部分数值呈现为负值[^1]。这是因为该数据集定义从大气到地表的通量为正值,而从地表到大气的通量则被标记为负值。 #### 数据获取途径 为了获得 ERA5-Land 中的潜在散发数据,可以通过访问 Copernicus Climate Change Service (C3S) 或者直接通过 ECMWF 的气候数据中心 (Climate Data Store, CDS)[^2] 进行下载。用户可以指定所需的时间范围、地理区域以及变量种类来定制化请求特定条件下的潜在数据。 #### 计算方法概述 潜在散通常指的是在给定气象条件下假设不存在水分限制时土壤表面可能发生的最大水量损失速率。ERA5-Land 使用 Penman-Monteith 方程作为其内部模型的一部分来进行估算: \[ ET_0 = \frac{0.408\Delta(R_n-G)+\gamma\frac{900}{T+273}u_2(e_s-e_a)}{\Delta+\gamma(1+0.34u_2)} \] 其中: - \(ET_0\) 表示参考作物散; - \(\Delta\) 是饱和水汽压随温度变化率; - \(R_n\) 净辐射量; - \(G\) 土壤热通量密度; - \(\gamma\) 心理常数; - \(T\) 平均气温(℃); - \(u_2\) 风速(m/s),测量高度一般取2米处; - \(e_s\) 和 \(e_a\) 分别代表饱和水汽压和实际空气湿度对应的水汽压差; 需要注意的是上述方程式适用于标准草地参照作物,并且所有输入参数均由 ERA5-Land 模型提供或推导得出。 当处理这些数据文件时,可能会遇到 scale_factor 和 add_offset 参数用于调整原始编码值至物理意义单位的情况。具体操作取决于所使用的编程环境和个人偏好,但 Python 结合 NetCDF 库是一个常见选择。 ```python import netCDF4 as nc dataset = nc.Dataset('path_to_file.nc') variable_data = dataset.variables['evaporation'][:] scaled_variable = variable_data * dataset.variables['evaporation'].scale_factor + \ dataset.variables['evaporation'].add_offset ```
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