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Tutorial

O que é isto

Este documento apresenta um breve tutorial do Sistema de Exibição e Análise de Grade (GrADS) de Brian Doty. A seguinte sessão de exemplo dará um breve conhecimento do e das capacidades básicas do GrADS. Leva cerca de 30 minutos para seguir através de toda esta sessão.

Antes do início: faça um download dos dados de exemplo

Serão necessários os seguintes arquivos de dados de exemplo:

O arquivo de dados é descrito pelo arquivo descritor de dados model.ctl. Este arquivo deve ser visto com cuidado antes de prosseguir. O arquivo descritor de dados descreve o arquivo de dados o qual, neste caso, contém 5 dias de grades globais que têm 72 x 46 elementos em tamanho.

Deve ser feito o download destes três arquivos para o mesmo diretório local.

Sessão de Exemplo

O GrADS é iniciado digitando-se:

grads

Se o GrADS não estiver no atual diretório ou se este não estiver em algum lugar do PATH, é necessária a digitação do nome completo do PATH i.e.:

/usr/home/smith/grads/grads

O GrADS perguntará sobre o modo de janela gráfica: landscape(paisagem) ou portrait(retrato), deve ser teclado apenas enter. Neste ponto uma janela de saída gráfica deverá aparecer no console. Esta janela pode ser movida ou ter seu tamanho modificado. O procedimento correto é a digitação dos comandos do GrADS na janela de onde ele foi iniciado -- esta janela precisará ser colocada como a janela 'ativa' e é necessário que esta não cubra inteiramente a janela de saída gráfica.

Na janela de texto (de onde o GrADS foi iniciado), aparece o prompt: ga-> Os comandos do GrADS serão digitados neste prompt e os resultados gráficos serão exibidos na janela de saída gráfica.

O primeiro comando a ser digitado é:

open model.ctl

Para ver o conteúdo dentro deste arquivo:

query file

Uma das variáveis disponíveis chama-se ps, para pressão à superfície. A exibição desta variável é feita digitando:

d ps

d é uma abreviação de display. Pelo padrão, o GrADS exibirá um gráfico X, Y no primeiro tempo e no nível mais baixo do conjunto de dados.

O exercício agora é a alteração do ambiente dimensionado. O comando display (e, implicitamente, o acesso a operação e saída dos dados) exibirá os dados com respeito ao atual ambiente dimensionado. O ambiente dimensionado é controlado com o comando set:

    clear           limpa a janela gráfica
    set lon -90     fixa a longitude em 90 graus oeste
    set lat 40      fixa a latitude em 40 graus norte
    set lev 500     fixa o nível para 500 mb
    set t 1         fixa o tempo para o primeiro passo de tempo
    d z             exibe a variável 'z'

Na seqüência de comandos acima, todas as quatro dimensões do GrADS foram fixadas para um único valor. Quando as dimensões estão fixadas em um único valor é dito que elas estão 'fixas'. Quando todas as dimensões estão fixas, a exibição de uma variável é apresentada apenas com um valor, neste caso na localização 90W, 40N, 500mb e no primeiro tempo do conjunto de dados.

Se agora for digitado:

    set lon -180 0    a dimensão X está variando agora
    d z

A dimensão X ou longitude está variando agora. Isto foi feito digitando dois valores no comando set. Agora uma dimensão está variando (enquanto as outras dimensões estão fixas) e  na exibição da variável é desenhado um gráfico de linha, neste caso um gráfico da altura geopotencial de 500 mb em 40N.


Agora digitando:

Duas dimensões estão variando até este momento, então pelo padrão um gráfico de contorno é desenhado. Se três dimensões estiverem variando:

aparece uma seqüência de animação, neste caso através do tempo.

Digitando:

Neste caso as dimensões Y (latitude) e Z (nível) estão variando, então foi desenhado o gráfico de uma seção vertical. Foram exibidas duas variáveis, as quais são apenas sobrepostas. Podem ser desenhados muitos gráficos uns sobre os outros antes de ser digitado o comando clear.


Um outro exemplo, neste caso com X e T variando (diagrama de Hovmoller):


Como ficou entendida a seleção de uma porção de um conjunto de dados, pode-se agora prosseguir para o tópico de operações com o conjunto de dados. Primeiro, mudando o ambiente dimensionado para uma variação de Z e Y:

Para fazer a conversão da temperatura Fahrenheit para Kelvin pode ser digitado algo como:

display (t-273.16)*9/5+32

As expressões podem envolver os operadores padrões (+, -, *,/) e operandos os quais podem ser constantes, variáveis ou funções. Como um exemplo envolvendo funções:

para calcular a magnitude do vento. Uma função está disponível para realizar este tipo de cálculo diretamente:

d mag(u,v)


Outra função foi construída para realizar o cálculo da média:

Neste caso foi calculada uma média de 5 dias. Para remover a média do corrente campo:

d z - ave(z,t=1,t=5)

Pode ser calculada a média sobre a longitude para remover a média zonal:

Uma diferença no tempo pode também ser realizada:

Este calcula a mudança entre dois campos sobre um dia. Este cálculo pode ser feito usando uma representação do tempo atual:

d z(t+1) - z

A especificação completa de um nome de variável é:

nome.arquivo(dim +|-|= valor, ...)

Se dois arquivos estiverem abertos, talvez um com a saída dos modelos e outro com análises, a diferença entre dois campos é feita digitando:

display z.2 - z.1

Uma outra função foi construída para calcular a vorticidade relativa horizontal via diferenças finitas:

Ainda, uma outra função calcula a integral vertical da massa ponderada:

Aqui foi calculada a água precipitável em mm.

Indo adiante, agora para o controle de saída gráfica. Até agora, foi permitido ao GrADS escolher o intervalo de contorno padrão. Este intervalo pode ser modificado digitando:

Pode também ser controlada a cor dos contornos:

Há outras alternadas formas de exibição dos dados:

Os contornos do gráfico não estão muito suavizados, pode ser aplicado um suavizamento cúbico apenas digitando:


Outras formas diferentes de saídas gráficas podem ser sobrepostas:

e pode ser escrito um título para este gráfico:

draw title Altura Geopotencial e\ Vorticidade em 500mb

Para a exibição de vetores de vento:


Aqui foram exibidas duas expressões, a primeira para a componente U do vetor do vento e a segunda para a componente V do vetor. Esta pode ser também colorizada especificando-se um terceiro campo:

d u;v;q

ou talvez:

d u;v;hcurl(u,v)

Para a exibição de pseudos vetores de qualquer campo:

Aqui a componente U é a velocidade do vento e a componente V é a umidade.

Outra forma de exibição são linhas de corrente (streamlines) (e coloridas):

Podem ser exibidos os valores reais de cada ponto de grade:


Pode ser alterado o mapa de fundo:

Também pode ser feita uma alteração da projeção, por exemplo:

Neste caso, foi informado ao GrADS para acessar e operar sobre dados entre as longitudes de 140W a 40W e latitudes de 15N a 80N. Mas foi informado também para exibir a projeção estereográfica polar que contem a região limitada de 120W até 75W e de 25N até 65N. A área extra foi recortada pela rotina de projeção de mapa.


Isto concluiu a sessão de exemplo. Neste ponto, pode-se desejar examinar o conjunto de dados mais adiante ou ir através da documentação e tentar as outras opções descritas lá.