在线处理ERA-5数据(提取时序数据)

2022-12-03 09:57:18 浏览数 (2)

在线处理ERA-5数据(提取时序数据)

ERA-5数据是由ECMWF推出的一套再分析数据,其空间分辨率能达到0.25度,ERA5-Land可以达到0.1度。这个数据对做遥感、气象都很有用处。 不过由于是逐小时的数据导致数据量巨大,庞大的数据量使得我们下载、存储以及处理都成为很大的问题。 最近ECMWF推出了Climate Data Store(CDS) Toolbox ,可在线处理ERA-5, ERA5-Land、CMIP等数据,并将处理结果下载到本地。Climate Data Store(CDS)。网址为:https://cds.climate.copernicus.eu/#!/home

CDS Toolbox

如上图所示,Toolbox最左边类似于GEE包括写好的代码、文档以及CDS包含的数据集,中间为代码编写的区域,最左边为输出结果的区域。

提取ERA-5某地的时序数据

下面我们来举个例子,利用CDS Toolbox提取某个经纬度的时序数据。

代码语言:javascript复制
import cdstoolbox as ct

@ct.application(title='Extract point')
@ct.output.download()
@ct.input.text('lon', label='Longitude', type=float, default=75., description='Decimal degrees')
@ct.input.text('lat', label='Latitude', type=float, default=43., description='Decimal degrees')
 
def extract_time_series(lon, lat):
    """
    Application main steps:

    - set the application layout with 3 columns for the input and output at the bottom
    - retrieve a variable over a defined time range
    - select a location, defined by longitude and latitude coordinates

    """
    data = ct.catalogue.retrieve(
        'reanalysis-era5-single-levels',
        {
            'variable': '2m_temperature',
            'product_type': 'reanalysis',
            'year': [
                '2008', '2009', '2010',
                '2011', '2012', '2013',
                '2014', '2015', '2016',
                '2017'
            ],
            'month': [
                '01', '02', '03', '04', '05', '06',
                '07', '08', '09', '10', '11', '12'
            ],
            'day': [
                '01', '02', '03', '04', '05', '06',
                '07', '08', '09', '10', '11', '12',
                '13', '14', '15', '16', '17', '18',
                '19', '20', '21', '22', '23', '24',
                '25', '26', '27', '28', '29', '30',
                '31'
            ],
            'time': ['00:00', '06:00', '12:00', '18:00'],
        }
    )

    # Location selection

    # Extract the closest point to selected lon/lat (no interpolation).
    # If wrong number is set for latitude, the closest available one is chosen:
    # e.g. if lat = 4000 -> lat = 90.
    # If wrong number is set for longitude, first a wrap in [-180, 180] is made,
    # then the closest one present is chosen:
    # e.g. if lon = 200 -> lat = -160.
    data_sel = ct.geo.extract_point(data, lon=lon, lat=lat)
    csv_data=ct.cdm.to_csv(data_sel)

    return csv_data

输出结果

运行代码以后右图就会出现数据的下载链接,我们把数据下载以后截个图吧!

ERA-5气温数据

这样我们就避免了下载海量的ERA-5栅格数据。

如果我们使用传统的方法,把数据下载之后再进行提取就会是一个非常痛苦的过程。数据下载过程会非常慢,同时硬盘资源也会非常吃紧。ERA-5这些数据在GEE上面不全,有时候很难用GEE获取自己想要的数据。因此CDS也算是弥补了一部分空缺。 现在遥感以及气象数据在线处理也算是一种趋势,自己在本地机上处理如此海量的数据也会变得越来越困难。

如果你也想用CDS实现一些有趣的功能,也可以随时留言探讨呀!

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