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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。 : d$ K, [ I) a9 {4 W- m: I
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。 4 K$ A2 Q: U3 u; J. u7 C
【内容简述】： - l. h+ i4 H' r6 O! k! H
专题一：Python软件的安装及入门 5 ^! H7 t9 a( A! Z( N7 M
1、Python入门和安装 4 ~8 k. u$ _0 t* F9 g# Q
1.1 Python背景及其在气象海洋中的应用
S0 W# Q# g3 [7 X$ R' G 1.2 Anaconda解释和安装以及Jupyter配置 1.3 Python基础语法0 u0 C' o3 r4 b5 J# C$ O
专题二：气象海洋常用科学计算库 % D! q* O1 y, ]) M# P
2、气象海洋常用科学计算
1 H2 x3 `$ P& T% n4 q 2.1 Numpy库
. j) F% s" a! [ 2.2 Pandas库
, }9 h. D8 L" ]' ~) n A9 T ]/ e 2.3 Scipy库
$ B9 C) A" C+ z; k) u 2.4 Xarray和Netcdf库 2.5 常用数据的IO G) z0 \( q' Z, Y* d% p
8 L3 e1 W: T5 e$ B7 ` W5 \/ }
6 o; Y( f/ O4 k' b' @ m: ? 专题三：气象海洋常用可视化库 . M0 }+ H6 s& U8 P3 t
3 气象海洋常用可视化库 ; l" P( u' q c
3.1 可视化库介绍matplotlib、cartopy等 1 v" }! |% C6 k; T
3.2 不同类型图的绘制 P) o) @1 Z0 A5 d& @# F3 }
1）折线图绘制
5 [8 s- \' q1 j 2）柱状图绘制 " d* e- l" |' C# b! i
3）errorbar图绘制 + D4 j/ ^; {: H, b' T
4）流场矢量
0 K! h* N3 H) K$ A" h6 G 4）散点图绘制
$ g1 R# S. h! Q4 h, O. N; l: t 5）地图绘制（1.行政区划 2.地图白化） 0 T. a( `+ a# ]/ f) K& d
6）填色及等值线+地图 $ W. u: ]* Y. J1 i
7）流场矢量+地图 8）风玫瑰图! v$ p' w7 p: u0 H: R3 g1 V2 ^3 k. k
* N# a( r q3 T- B3 c% n% _
专题四：数据爬虫实战
! T1 g& {$ L) T" p! l3 Z 4 如何爬取中央气象台台风数据 4 n. ^! [: {( t7 _
1) Request库的介绍 $ H, @( J" Z9 k
2) 解析网页介绍
/ E$ o" p* M& {: { 3) 爬取中央气象台台风数据 4) 台风数据的分析和可视化
# f, i2 V) E$ U 专题五：模式后处理 ; U" A% l2 e4 z
5 WRF和ROMS模式后处理 2 U. J S/ g2 X2 Z$ C# d
5.1 WRF模式后处理 8 I" I/ P0 W; k( r! p/ O8 `
1） wrf-python库介绍
$ i) V9 V8 E7 y/ ~/ k6 s$ Y3 ~ 2） 提取站点数据 & A! X/ S1 f9 f# h$ E, R5 Y3 e: e
3） 500hPa形式场绘制
8 H5 l* G% [% r" z/ |: S 4） 垂直剖面图——雷达反射率为例 5） 提取台风数据并可视化& S1 U4 @4 `- Q! F( @* j2 {( a# z
5.2 ROMS模式后处理
- [3 u/ d5 h% E4 Y6 h% _5 r" j 1） xarray为例操作ROMS输出数据
- l; E% ?( W- B$ h, A. V, [* H' |+ V+ h 2） 垂直坐标转换，S坐标转深度坐标 + B" ?/ t( m8 ]" ^- G. N
3） 垂直剖面绘制 4） 平面图绘制- W5 L5 o' z% `! M- Z9 k J
7 s$ C$ D3 V+ E' V _0 J 专题六：EOF方法分析大气和海洋数据
2 |* S! s% O0 l$ Y1 t4 g7 v$ z3 t 6 EOF方法分析大气和海洋数据 3 H- P' k* Q3 m+ }( \
6.1 EOF基础和eofs库的介绍
o; V. U0 e$ E! T% G) u 6.2 EOF分析海年风场数据
. H4 O X# J1 ?* l7 E 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" s( D8 D1 y" e( r) k$ b
6.3 EOF分析海表面温度数据
# t2 |1 v9 ~' H$ y; d% h 1）SST数据计算距平，去趋势 2）SST进行EOF分析，可视化
$ D7 @* s% v- I% d
; `) G: T r: Q# r 专题七：AI在气象海洋中的应用 " ^! l" ?: Y- \5 r4 R+ w" A
机器学习在气象海洋中的应用 2 j- f% y0 L$ d2 Y* A
7.1 机器学习简介
! {% Y( y9 p: `5 k& F 1）机器学习简介
: N7 w5 v. J* z% i' v( J 2）scikit-learn、pytorch等常用库介绍
0 u% S1 h* j* a( L 7.2 如何使用pytorch搭建一个模型 + S/ h: Y. x3 ?3 P7 U4 [* z7 s$ a
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
0 T" a$ p' ` Y 0 \8 b0 h% `7 P) s
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