CDO学习1 CDO简介[通俗易懂]

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参考自如下网站 

http://www.ceda.ac.uk/static/media/uploads/ncas-reading-2015/cdo.pdf

介绍

• 一个有几百种操作符的单独命令
• CDO受NCO启发，通过命令行，提供了一系列的气候数据相关的操作
• 主要是被设计用在操作netCDF3/4，GRIB1/2
• 众多的函数可以被用在任何NetCDF/格点化数据
• 非常适合与特定任务
• 有效的调动内存

CDO：一个命令行工具

$ cdo <operator> [options] <files>

CDO操作的类别

1. 文件信息和文件操作符
2. 选择和比较
3. 元数据的修改
4. 算术操作符
5. 统计分析
6. 回归和内插
7. 矢量和谱转换
8. 格式化I/O
9. 气候指数

众多操作符

CDO将其的功能分解成单独的操作符

当前（2015年）有超过650个操作符。如

showstdname Show standard names

sellonlatbox Select a longitude/latitude box

setmissval Set a new missing value

monadd Add monthly time series

zonstd Zonal standard deviation

eca_hd Heating degree days per time period

得到操作符的参考

如需参考，只需输入：cdo -h <operator>

 操作符：1.文件信息

 $ cdo infov ifile 

这是一个带有一个2D变量的数据集的示例结果，包括3个时间步长：

-1 : Date Time Varname Level Size Miss : Minimum Mean Maximum
1 : 1987?01?31 12:00:00 SST 0 2048 1361 : 232.77 266.65 305.31
2 : 1987?02?28 12:00:00 SST 0 2048 1361 : 233.64 267.11 307.15
3 : 1987?03?31 12:00:00 SST 0 2048 1361 : 225.31 267.52 307.67

$ cdo showtimestamp ggas2014121200_00-18.nc
2014-12-12T00:00:00 2014-12-12T06:00:00 2014-12-12T12:00:00 2014-12-12T18:00:00

$ cdo pardes ggas2014121200_00-18.nc
-1 CI Sea-ice cover [(0 - 1)]
-2 SSTK Sea surface temperature [K]
-3 MSL Mean sea-level pressure [Pa]
-4 TCC Total cloud cover [(0 - 1)]
-5 U10 10 metre U wind component [m s**-1]
-6 V10 10 metre V wind component [m s**-1]
-7 SKT Skin temperature [K]

很容易看到2个文件之间数值差异的概况：

$ cdo diff tas_rcp45_2055_ann_95p_change.nc tas_rcp45_2055_ann_05p_change.nc
Date Time Param Level Size Miss : S Z Max_Absdiff Max_Reldiff
1 : 2065-12-30 12:00:00 -1 0 64800 0 : T F 16.693 0.99997
1 of 1 records differ

操作符的所有文件列表包括

• 赋值和连接
• 合并场和时间
• 按变量/层次/格点/时间分割场

一些例子

To copy a file and convert the output to NetCDF:

 $ cdo −f nc copy ifile ofile.nc 

To merge all files along the time axis:
 $ cdo mergetime ifile1 ifile2 ifile3 ofile 

可以用一些不同的方法选择数据包括：

• 变量码，名称或者属性
• 层次
• 时间
• 空间区域（纬度/经度）

操作符：2.选择

用id选择变量：“SSTK”和”CI”:

 $ cdo selname,SSTK,CI infile.nc outfile.nc 

To select a lat/lon bounding box:
 $ cdo sellonlatbox,120,-90,20,-20 infile.nc outfile.nc 

To select a date/time range:
 $ cdo seldate,2014–12-12T12:00:00, 2015–01-31T18:00:00 infile.nc outfile.nc 

操作符：3.修改

设置时间轴到198701-16 12:00, 时间增量一个月增量 使用

 $ cdo settaxis,1987–01–16,12:00,1mon ifile ofile 

将一个2维场纬度从N到S反转成S到N

 $ cdo invertlat ifile ofile 

操作符：4.算术

计算所有场元素的平方根：

 $ cdo sqrt ifile ofile 

将所有输入场加入一个常数-273.15：

 $ cdo -addc,-273.15 ifile ofile 

操作符：5.统计

计算所有输入场的纬向平均：

 $ cdo zonmean ifile ofile 

假设输入数据集具有数年的月度平均值。 为了从月度计算季节性均值，必须跳过前两个月：Assume an input dataset has monthly means over several years. In order to compute seasonal means from monthly means the first two months must be skipped:

 $ cdo timselmean,3,2 ifile ofile 

多年逐日滑动百分值：

• 为了计算一个百分值，必须知道最小和最大边界。

 $ cdo ydrunpctdl,p,nts infile minfile maxfile outfile 

该运算符写滑动的百分值对于一年中的每一天，从infile写到outfile。最小和最大边界用minfile和maxfile提供。

计算一个对年逐日的滑动百分率值，需要执行多步。

$ cdo ydrunmin,5 ifile minfile
$ cdo ydrunmax,5 ifile maxfile
$ cdo ydrunpctl,90,5 ifile minfile maxfile ofile

操作符：6 内插

为了将所有场线性插值到一个T42高斯格点。

 $ cdo remapbil,t42grid ifile ofile 

为了将混合模式层数据插值到气压层925,850,500和200 hPa

 $ cdo ml2pl,92500,85000,50000,20000 ifile ofile 

操作符：9 气候指数

得到一个逐日降水总量时间序列找那个连续干日的最大数目。

 $ cdo eca_cdd rrfile ofile 

其中rrfile是逐日降水总量RR的时间序列，然后统计了连续天数的最大值，当RR小于1 mm时。

为了得到热带夜晚一个时间序列逐日最小温度

 $ cdo eca_tr tnfile ofile 

其中tnfile是逐日最低温度TN的时间序列，随后统计的是当TN>T时候的天数。T是一个可选的参数，其缺省值T=20℃。

除此之外CDO还能做什么？ CDO有许多通用的命令行开关，可以与（大多数）运算符一起使用。 这是一个选择：

-a 生成绝对时间轴Generate an absolute time axis
-f <format> 指定格式Specify format (“grb”, “nc”, “nc4” etc)
-m <val> 设置默认缺测值Set the default missing value
-Q 对netCDF变量名排序Sort netCDF variable names
-r 生成相对时间轴Generate a relative time axis
-s 静默模式Silent mode
-V Version of CDO
-v Verbose – print extra details.
-z zip Deflate compression of netCDF4 vars.

组合运算符

所有的运算符都有一个固定的输入流和一个输出流，可以直接将结果管道给其它的操作符。这个操作符必须以“-”开始，为了和其它相结合。可以通过一下，来促进性能：

• 减少不必要的磁盘I/O
• 并行执行

例如，我们可以把

$ cdo timavg ifile1 tmp1
$ cdo dayavg ifile2 tmp2
$ cdo sub tmp2 tmp1 ofile
$ rm tmp1 tmp2

替换成

$ cdo sub -dayavg ifile2 -timavg ifile1 ofile

组合运算符：例子2

以下三个命令是计算一个多年逐日滑动百分率，需要多步：

$ cdo ydrunmin,5 ifile minfile
$ cdo ydrunmax,5 ifile maxfile
$ cdo ydrunpctl,90,5 ifile minfile maxfile ofile

可以通过一个简单的命令替换

$ cdo ydrunpctl,90,5 ifile -ydrunmin ifile -ydrunmax ifile ofile

更多信息 

CDO User Guide： https://code.mpimet.mpg.de/projects/cdo/embedded/cdo.pdf

CDO Home page:  https://code.zmaw.de/projects/cdo

CDO Tutorial:  https://code.zmaw.de/projects/cdo/wiki/Tutorial

CDO Documentation:  https://code.zmaw.de/projects/cdo/wiki#Documentation