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/ v* E' a. c5 {9 C/ j& T Python是功能强大、免费、开源，实现面向对象的编程语言，能够在不同操作系统和平台使用，简洁的语法和解释性语言使其成为理想的脚本语言。除了标准库，还有丰富的第三方库，并且能够把用其他语言（C/C++、Fortran）编写的代码联结在一起。Python在数据处理、科学计算、数学建模、数据挖掘和数据可视化方面具备优异的性能。上述优势使得Python在气象、海洋、地理、气候、水文和生态等地学领域的科研和工程项目中得到广泛应用。可以预见未来Python将成为气象和海洋等地学领域的主流编程语言之一。 8 i6 O6 Q# W3 Y0 ~" V* r
本内容将聚焦Python在气象和海洋领域的使用，从Python基础使用开始，循序渐进，介绍常用的科学计算和可视化库，并结合实际，从气象海洋数据可视化到常见数据分析方法，让大家能从中借鉴学习，最终掌握python这一工作利器，助力今后的工作效率。 7 p0 [9 C" r5 [6 v
【内容简述】： " I0 Y& h/ B' G
专题一：Python软件的安装及入门
v0 i; \( X ]: z) ` U/ U% J( L 1、Python入门和安装
( i7 a- d O6 i# u9 w: T4 t% w 1.1 Python背景及其在气象海洋中的应用
8 i. K3 ]+ f$ |7 b* v* c8 J" Y 1.2 Anaconda解释和安装以及Jupyter配置 1.3 Python基础语法
8 k( I- E# t$ F5 p 专题二：气象海洋常用科学计算库 . s: J' X) T! r/ d' y
2、气象海洋常用科学计算 2 m) v& ~! a1 f! h# v. Q; j1 f- U
2.1 Numpy库
* Y, e7 l' A; Z2 E0 D 2.2 Pandas库 5 \8 a I4 b5 w2 z+ S8 a! v& v H
2.3 Scipy库 7 U i, { ^# c. ^! Y& `1 ~! P7 x
2.4 Xarray和Netcdf库 2.5 常用数据的IO g+ |% r$ D6 x: V* D
a" }# X( x9 h. |/ O, D8 _" @ 6 s& T) D) M0 [% p
专题三：气象海洋常用可视化库 2 I* E, { Y$ _9 d: R; O- `
3 气象海洋常用可视化库
' P8 V% M; G5 J# S3 I 3.1 可视化库介绍matplotlib、cartopy等
) Q6 Q/ }% u. ]: e4 ]/ N 3.2 不同类型图的绘制
: Z1 s3 u" s5 y/ n4 b& H+ j 1）折线图绘制
0 j9 k M- Z' |1 C" H ^$ V1 p; H 2）柱状图绘制 " f: N, T7 n* b; q
3）errorbar图绘制
6 S% s: x1 F; Q/ \! b 4）流场矢量 2 O" A9 y: D9 s0 e# g
4）散点图绘制
3 e! L# {$ }$ K 5）地图绘制（1.行政区划 2.地图白化） / ?9 ?& U6 R) h- O2 i1 O: p0 B
6）填色及等值线+地图
' ]" C x. X0 U ~% C 7）流场矢量+地图 8）风玫瑰图% `8 ~) k' g+ u. J# o: Y
3 ~7 G8 B$ t. p' Q 专题四：数据爬虫实战
~% t# v& h* a O! |4 @! v% u 4 如何爬取中央气象台台风数据
( q. ]4 Q0 \* O- e2 y 1) Request库的介绍 3 W; I/ t; A3 K: ]; q; z
2) 解析网页介绍 2 g' l R3 G+ ^7 e$ m- R
3) 爬取中央气象台台风数据 4) 台风数据的分析和可视化
- V* V/ O* a. s 专题五：模式后处理 $ }: x; D% \. `/ A8 A: I
5 WRF和ROMS模式后处理
3 J1 M# a s' X# W 5.1 WRF模式后处理
6 H$ D H) ?- @+ A 1） wrf-python库介绍 : T4 Y* l) ^2 G! Q5 l/ c) Y3 ^. }
2） 提取站点数据
( K! h% p6 b: g4 Y& J1 n' e; U 3） 500hPa形式场绘制 * U/ X' W+ c r3 K# _* o
4） 垂直剖面图——雷达反射率为例 5） 提取台风数据并可视化
+ u' a( }" ^( O' `# X+ [ 5.2 ROMS模式后处理
; h% p3 [0 I' z) s+ R 1） xarray为例操作ROMS输出数据 5 N3 R) D' V! j. c1 Q7 {3 Y$ f
2） 垂直坐标转换，S坐标转深度坐标 2 Y% s" h1 Z( Y. J: H
3） 垂直剖面绘制 4） 平面图绘制2 m: }9 h6 t, i4 ]( A8 f( g+ s# z
: i! a7 y9 x+ J: J( w' n
专题六：EOF方法分析大气和海洋数据 0 |$ i# y/ U, k
6 EOF方法分析大气和海洋数据 ) X G7 ]* O4 t' A
6.1 EOF基础和eofs库的介绍 3 q. t4 N m5 I# g! r) R/ A
6.2 EOF分析海年风场数据 + T1 ?+ ?" v" T0 v
1）CCMP融合风场数据介绍和处理，30年数据 2）按季节进行EOF分析，可视化2 n: P) e5 }/ ^' ~8 r
6.3 EOF分析海表面温度数据
! G5 } x7 ^0 G. l& ~& G3 H 1）SST数据计算距平，去趋势 2）SST进行EOF分析，可视化
9 J2 b9 P' j8 C9 o |. W# S$ z. n L( d$ K1 _- E9 K7 O
专题七：AI在气象海洋中的应用
2 d* F, e! i. o; S0 b 机器学习在气象海洋中的应用 + r/ V( ^7 L5 z
7.1 机器学习简介 5 o9 w7 g0 i, j9 O0 K+ T
1）机器学习简介
& w' E6 _5 t% w& v4 X) X 2）scikit-learn、pytorch等常用库介绍 ) G5 _& d% F. C8 n" j" N- \# n
7.2 如何使用pytorch搭建一个模型 4 v H& ~3 S' t% c* d. q. n
7.3 机器学习订正模式数据 CCMP融合风场数据作为标签数据，订正GFS预报数据# R, e" N+ \4 p3 J
; `6 f, I2 [! _0 p& X5 a' Y* J
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