python处理FNL数据的grib文件和nc文件（纬度存储的问题）

在使用python处理FNL数据时，2007年及之前的数据存储为grib文件，2007年以后为grib2文件，在数据处理时，将grib2转化为nc文件处理Windows上python读取grib2文件（不用Linux），对grib文件则安装了Anaconda环境处理Windows下xarray+cfgrib读取grib文件。但在根据经纬度读取变量的时候，发现不同文件的存储不同，而变量是根据经纬度存储的下标去获取值，所以需要注意一下不同的文件的存储内容。

1.python获取FNL的nc文件对应的变量

nc_obj =Dataset('F:/Zhu/download/2000-2015/NC/NC2008/fnl_20080113_06_00.nc')
nc_obj.variables[name][0][lat][lon]  根据变量名，经纬度提取变量值

从FNL的nc文件中获取变量的方式如上，需要根据变量名，第一个是time，这里是一维存储，下标只有0即可。然后是纬度，经度获取变量的值。

先看一下，FNL的nc文件中纬度的存储：

print(nc_obj.variables['latitude'][:])

从结果可以看到，纬度是整数存储，从-90到90，共181维。

再看一下FNL的nc文件中经度的存储：

print(nc_obj.variables['longitude'][:])

可以从结果看到经度是从0到359度，整数存储，共360维。

所有数据都存储在181x360的整数网格点上。

看一下存储array下标与纬度的关系：

lat = 12
lon = 128
print(nc_obj.variables['latitude'][lat])
print(nc_obj.variables['longitude'][lon])

赋予纬度经度特定的值，观察值在array中的取值

-78.0
128.0

可以发现下标与真实的纬度值之间差了90

print(nc_obj.variables['latitude'][lat + 90])
print(nc_obj.variables['longitude'][lon])

12.0
128.0

经度的下标则与真实的值对应。

所有变量的提取都是根据对应的经纬度下标
以读取UGRD_200mb示例：

print(nc_obj.variables['UGRD_200mb'][:])

结果则是全部网格点上的数据，提取latitude：-90，longitude：0的U200则如下：

print(nc_obj.variables['UGRD_200mb'][0][0][0])
-3.8

因此在计算真实的纬度后，从FNL的nc文件中获取对应变量的的值时，纬度需要加90即真实纬度对应的下标。

2.python获取FNL的grib文件对应的变量

grib文件变量的提取需要根据grib文件以及对应需要提取的level获取数据，

def readgrib_level(filein, lev):
    data = xr.open_dataset(filein, engine='cfgrib',
                             backend_kwargs={
     'filter_by_keys': {
     'typeOfLevel': 'isobaricInhPa', 'level': lev}})

    return data

获取grib文件的纬度存储

filein = 'F:/Zhu/download/2000-2015/FNL_Data/fnl_20000101_00_00'
nc_obj = readgrib_level(filein, 200)
print(nc_obj.variables['latitude'])

可以发现FNL的grib文件与nc文件纬度存储不同，从90到-90整数存储，维度为181。

再看一下经度存储：

print(nc_obj.variables['longitude'])

可以看到存储与nc文件相同，从0到359，360维。

以读取200hpa的u为例：

print(nc_obj.variables['u'][:])

根据经纬度下标获取变量

print((nc_obj.variables['u'][0][0]).values)
4.4

与nc文件提取变量相同，也是根据经纬度下标提取变量。

因此对于grib文件的数据，在计算真实维度后，需要使用90-真实纬度，得到提取变量对应的下标位置：

lat = 12
print((nc_obj.variables['latitude'][lat]).values)
78.0
print((nc_obj.variables['latitude'][90-lat]).values)
12.0

因此对于FNL的nc文件和grib文件存储不同，需要注意。