Scripts Grads Chihiro Kodama

Olá a pedidos estou colocando aqui o link para lista de Scripts do Chihiro Kodama do (JAMSTEC). O Kodama criou alguns dos scripts que hoje são utilizados no Grada2 também conhecido como OpenGrads, um script/função muito conhecido por exemplo é ctlinfo. Esta lista vai facilitar muito o cálculo e os plots de muita gente.

Eu já testei todos e eles funcionam perfeitamente.

Por exemplo o script xcbar.gs possibilita alterar diversas características da barra tais como largura, posição, comprimento, estrutura das extremidades da barra (triângulo, circulo, quadrada).

Um outro exemplo é o color.gs com ele você gera automaticamente uma lista de cores que irão variar dentro do seu limiar, por exemplo se você quiser criar um mapa de anomalia que varia do vermelho (negativo) para o azul (positivo) basta executar color.gs -10 10 red->blue.

Para facilitar o uso você pode baixar todos os scripts e salva-los na pasta Scripts do seu grads. No meu caso a minha pasta fica no diretório /usr/local/grads-2.0.1/Classic/scripts/. Feito isso você poderá utilizar o script pelo nome sem ser necessário informar o diretório ou a extensão.

Para o download clique aqui gscrits. Ou você pode ir direto na página do Kodama na página vocês encontraram uma explicação e alguns exemplos de como utilizar os scripts.

Possivelmente eu colocarei alguns exemplos aqui no blog se o tempo me permitir :). Bom é isso.

Boa Sorte e Bom Trabalho a Todos!
Cristiano

Mudando local do rótulo do vetor no GrADS

Como mudar de local o "Label" dos vetores no Grads?

Recentemente precisei plotar um campo de vetor vento sobre um campo de OLR (shaded) e sempre que plotava a barra de cores ela ficava sobre o "vetorzinho" que o GrADS insere automaticamente. Este "vetorzinho" é referente a magnitude máxima dos vetores contidos no campo. No meu caso específico não tinha muito espaço para deslocar a minha barra de cores e seria mais interessante mudar a posição deste label. Eu resolvi este problema utilizando um script que encontrei na internet, desenvolvido por Masami Nonaka. O programa se chama (vec.gs) para baixar o script é só clicar sobre o nome do script.

No próprio script vem ensinado a utilização, segue abaixo uma figura que fiz com o comando de exemplo:

'sdfopen uwnd.nc'
'sdfopen vwnd.nc'

'set gxout display color white'
'c'

'set lon -100 50'
'set lat -10 40'

'set gxout vector'
'run vec.gs uwnd.1;vwnd.2 -SCL 0.4 4.0 -P 7.7 7.3'

Que produziu a figura abaixo:

Observe que coloquei o label no topo da figura, alternando os comandos você poderá colocar onde achar melhor.

Boa Sorte e Bom Trabalho a Todos.
Cristiano

Compilando a Lib FFTPACK

Sempre que migro de maquina ou processador preciso compilar a lib FFTPACK (Fortran para Transformada de Fourrier) e sempre esqueço como compilar, por isso segue uma maneira fácil (não sei se a ideial) de compilar esta lib:

Baixe todos os arquivos .f (FORTRAN) desta página:

http://www.netlib.org/fftpack/

Eu usei o compilador ifort para compilar:

>ifort -c *.f

Desta forma criei todos os arquivos objetos (.o) necessários, em seguida:

>ar cr libfftpack.a *.o (é isso mesmo ar rc estes programas já são comuns ao Linux)

Desta forma a lib já esta criada, para testar:

>ranlib libfftpack.a

Se não apresentar erro a lib foi compilada com sucesso.

Boa Sorte e Bom Trabalho a Todos!!

Cristiano

Gráfico de Barra

Olá a todos, ontem vimos como plotar um gráfico de linha com algumas características "especiais", hoje iremos mostrar como plotar um gráfico de barras no Grads.

Para plotar o Gráfico abaixo precisaos observar alguns comandos do Grads.

set bargap <porcentagem> a porcentagem vai de 0 a 100 - link.

set barbase <base> set as opções de configurações da barra ,

                                 val: cada barra sobe ou desse em relação ao valor (val);
                                 botton: cada barra se eleva a partir da parte inferior                                                          do gráfico;
                                 top: cada barra desse a partir do topo do gráfico.
set baropts <filled/outline> escolha o tipo de display para barra
                                             (preenchida ou não).


Segue um script exemplo:

"reinit"
"set display color white"
"c"
"set grads off"
"set xlopts 1 3 0.15"
"Set ylopts 1 3 0.15"
"sdfopen uwnd.nc"
"set lon 270"
"set lat 50"
"set z 1"
"set t 1 31"
"set gxout bar"
"set ccolor 5"
"set bargap 30"
"set barbase 0"
"set baropts outline"
"set cthick 6"
"d uwnd"

É Isso.
Boa Sorte e Bom Trabalho a Todos!!

Gáfico de Linha

Olá a todos, seguindo com as publicações sobre algumas formas de plotar dados meteorológicos hoje iremos ver como plotar um simples gráfico de linha, o diferencial deste gráfico vem da composição da linha do gráfico com alguns efeitos. Vamos ao que interessa:

Para plotar o gráfico abaixo é preciso:

Bom para fazer este gráfico precisamos observar 6 comandos "básicos" do Grads, que são:

set ccolor <cor> cor da linha - link.

set cthik <espessura> de 1 a 10

set cstyle <estilo> estilo da linha (ponto, traço e etc) - link.

set cmark <marca> marcas na linha (circulo, triangulo e etc) - link.

set digsize <tamanho> tamanho da marca definida acima

Agora vamos ao script.

"reinit"
"set display color white"
"c"
"set grads off"
"set xlopts 1 3 0.15"
"Set ylopts 1 3 0.15"
"sdfopen uwnd.1989.nc"
"set lon 270"
"set lat 50"
"set z 1"
"set t 1 31"
"set gxout line"
"set ccolor 4"
"set cthick 6"
"set cstyle 2"
"set cmark 1"
"set digsiz 0.2"
"d uwnd" 

É isso.

Boa Sorte e Bom Trabalho a Todos!!

Ondas de Leste Africanas

Segue uma pequena e inicial Revisão sobre as Ondas de Leste Africanas.

Exclusivamente do Atlântico Tropical Norte as Ondas de Leste Africanas (AEW) são distúrbios que ocorrem durante a estação de maior aquecimento radiativo do Hemisfério Norte. Tendo sua gênese localizada sobre a Região Norte da África, possuindo uma propagação para oeste e a uma velocidade média de 27,78 km/h. As Ondas de Leste Africanas apresentam variabilidade temporal de 3-5 dias e comprimentos de onda próximo de 2.500 km. Durante o ano de 1974 foram realizados os Programas "Global Atmospheric Research Program (GARP) e Atlantic Tropical Experiment (GATE)" que possibilitaram uma nova e melhorada compreensão sobre a estrutura e a dinâmica das AEW, isto foi possível devido as análises obtidas nas observações do projeto GATE. No entanto, estas análises do projeto GATE se deram na costa oeste da África, local caracterizados por apresentar ondas de leste no estado "maduro". Baseado em alguns artigos publicados pós-GATE é possível através de uma síntese sinótica geral observar uma descrição da gênese das AEWs, para isto, dois períodos serão utilizados (15 junho a 15 julho de 2008) e (1 a 15 de agosto de 2007), ambos os períodos de ativo desenvolvimento das ondas de leste africana que levaram aos furacões Bertha e Dean, respectivamente.

Síntese Sinótica do Leste da África

Inicialmente vamos "tentar" entender os padrões sinóticos que ocorrem sobre o Norte da África. A região Norte Africana possui um clima desértico com altas temperaturas (calor intenso), baixa umidade do solo e baixa precipitação durante os meses de verão. Como consequência deste aquecimento, uma região de convecção se forma gerando o que chamamos de baixa térmica. Esta é a primeira característica que nos deparamos no estudo das AEW – A Baixa térmica do Saara. Vale apena ressaltar que esta baixa térmica não é sistema de baixa pressão qualquer, pois possui pouca profundidade vertical (é muito rasa), apenas estendendo-se até cerca de 800 mb. Acima desta baixa térmica, o ar quente e menos denso se expande como um balão inflado e provoca o deslocamento para cima das alturas de pressão, criando uma alta altos níveis. Esta é a segunda característica que nos deparamos – A alta Subsaariana. Uma representação básica do perfil vertical do Deserto do Saara é dado na figura 1.

Figura 1. Perfil vertical de uma baixa e de uma alta térmica, sobre o deserto de Saara. Este perfil também é semelhante a baixa térmica encontrada sobre o sul da Ásia, Austrália e a região 4-corners/México nos EUA durante os meses de verão. Os ciclones tropicais também têm esse perfil.

O Golfo da Guiné localizado um pouco mais ao Sul entre 0-10ºN, assim como qualquer outro corpo d'água durante o verão, produz caracterisiticas de temperaturas mais baixas (mais frio) e maior umidade do que a massa de terra adjacente. Além de ser relativamente mais frio, as pressões são também relativamente mais altas próximo da superfície adjacente. Isto resulta em um gradiente de temperatura, umidade e pressão com direção da região Norte do Golfo da Guiné para o deserto do Sara. Este gradiente de pressão dá origem a um fluxo de vento, que esperaria que fosse de sul para o norte, mas por causa da rotação da Terra, este fluxo é desviado para a direita do movimento e se torna de sudoeste. Esta é a terceira característica observada - os chamados ventos de monção de sudoeste.

Os ventos de sudoeste continuam a soprar em terra, mas eles nem sempre chegam a baixa térmica sobre o deserto. A Fricção com a superficie diminui a intensidade dos ventos antes mesmo de atingirem o deserto e ascenderem próximo da África subsaariana, na região da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), este é a nossa quarta característica. Outra razão pela qual o fluxo nem sempre convergem sobre o deserto é o vento de nordeste chamado Harmattan.

Figura 2. Reanálise do NCEP/NCAR do Norte da África de 01-15 agosto 2007 mostrando os gradientes entre o Golfo da Guiné frio e úmido e quente do deserto do Saara: a Temperatura da Superfície do Ar à (esquerda) e umidade à (direita). Estes gradientes definem a condição para a instabilidade baroclínica e por consequência para o desenvolvimento de ondas africanas.

O fluxo de ar e a intensificação na região da ZCIT ou na baixa térmica do Saara, sobe para cerca de 600 mb e em seguida é desviado para sul, devido às alturas relativamente mais elevadas sobre o deserto, em comparação com o Golfo da Guiné. Assim, o fluxo se inverte nos níveis superiores. Como o ar flui para o sul, a rotação da Terra de novo, desvia os ventos que se tornam de leste - O Jato Africano de Leste (AEJ).

Figura 3. Reanálise do NCEP/NCAR do Norte da África durante o período de 15 de Junho a 15 de Julho de 2008 mostrando a pressão à superfície à (esquerda) e alturas em 500mb à (direita) gradientes que impulsiona os ventos de sudoeste e o Jato de Leste Africano. O desvio dos ventos de baixos níveis (à esquerda) é a instabilidade barotrópica enquanto a diferença entre os ventos de sudoeste e o Jato de Leste é a instabilidade baroclínica.

Esta é a Circulação Geral do Sistema de Monção Africana, que só se estende até os médios níveis. Há uma grande alta térmica acima do sistema de monção Africano chamado de alta da monção asiática e a sul deste chamado de Jato Tropical de Leste. Ambas as características desempenham um papel no desenvolvimento vertical das Ondas de Leste Africanas - AEWs.

Figura 4. Cortes Verticais transversais (5ºE) do Norte da África durante o projeto da reanálise do ECMWF entre 1991-2000 mostrando a circulação geral da monção Africana e Asiática (esquerda). A imagem da direita mostra a diferença entre as ondas que se formam próximo de 10ºN com as ondas que se formam próximo de 20ºN. H é alta da Monção Asiática e H2 é a alta do Saara.

Influência da Vegetação

Há um quarto fator que aumenta os gradientes de temperatura e umidade sobre o continente Africano, a vegetação. A vegetação tem o poder de criar um ambiente úmido acima de áreas densamente florestadas através da transpiração. Como as plantas transpiram água através de suas folhas, que evapora e adiciona umidade no ar acima dela, ocorre o surgimento de nuvens e um ambiente úmido acima do dossel. Isso é chamado de evapotranspiração. A vegetação também absolve a radiação solar tornando a área mais fria do que poderia ser. Na África, basicamente não há vegetação sobre o deserto do Saara e, portanto, seria de se esperar que ele permaneça seco e quente. Mais ao sul, temos a Floresta da Guiné da África Ocidental, que faz fronteira com a costa do Golfo da Guiné e grande parte de sua precipitação vem da ZCIT. Nesta região, as temperaturas são mais frias e o ar é úmido.

Figura 5. NASA Earth Observations - índice de vegetação sobre a África em maio de 2010. Áreas em verde escuro mostram região onde havia um crescimento alto de folhas verde; em verde claro região onde houve algum crescimento de folhas verde, e áreas mais claras mostram pouco ou nenhum crescimento. Preto significa "sem dados".

Gênese das Ondas Africanas

Figura 6 Pontos de gênese (pontos) de dois tipos de ondas de leste no painel da esquerda - ondas que se formam a norte do AEJ e painel da direita - ondas que se formam a sul do AEJ. O painel superior é de linhas de corrente em 600 mb com o AEJ e o painel inferior linhas de corrente em 925 mb com o cavado da baixa térmica Subsaariana.

Pensava-se que havia um único meio pelo qual as ondas africanas nasciam, ou seja, a instabilidade dentro do AEJ. Para ondas tropicais se desenvolver, precisa-se de instabilidade dentro de um fluxo de ar que flui rápido em médios níveis e uma rápida reversão do gradiente da vorticidade potencial (PV), tal como sugerido por Charney e Stern, em 1969, não entraremos em detalhes. O AEJ, com fluxo ao sul da alta do Saara, satisfaz estas condições. A instabilidade a Sul do Jato cria um tipo de onda com características, que crescem para se tornar ondas africanas. No entanto, também foram gerados AEWs a norte do AEJ sobre o deserto de Saara. Estas perturbações sinóticas não satisfazem a teoria da instabilidade de Charney-Stern. Foi sugerido por Chang (1993) e Thorncroft (1995) que este mecanismo é a instabilidade estática dentro da Baixa Térmica do Saara sob a alta do Saara na média troposfera, gerando as ondas ao norte do AEJ. A explicação exata é bem mais complicada por isso não vou mais me alongar.

Efetivamente, quanto maior o gradiente de temperatura, umidade e pressão, mais forte o Jato Africano de Leste e as ondas subsequentes. Isto pode ocorrer através do resfriamento anômalo do Golfo da Guiné.

A maior amplitude das ondas que ocorrem a sul do AEJ é encontrada no nível de 600 mb e a maior amplitude das ondas a norte do AEJ é encontrada em 925 mb. Ambos os tipos de onda, eventualmente propagam-se para oeste e convergem próximo da costa Africana.

Ambos os tipos de onda só existe na média e baixa troposfera, mas porque existe um contraste entre as AEWs do norte do AEJ (925 mb) e do sul do AEJ (600 mb)? Além disso, porque é que ambos são encontrados abaixo de 600 mb? Para responder a essas perguntas precisamos primeiro voltar para a figura 4. Se você observar, a alta Subsaariana é encontrada quase no nível de 800 mb e acima. Assim, um desenvolvimento vertical das ondas próximas a 20ºN é impedido em uma altitude muito mais baixa. Em contraste, as ondas que se desenvolvem ao sul do AEJ pode ter um crescimento mais elevado, porque eles são limitadas pela alta da Monção Asiática que é muito maior do que a alta do Saara.

Relação entre as Ondas de Leste Africanas (AEW) e o Jato Africano de Leste (AEJ)

Foi sugerido por Burpee (1972), que a formação e crescimento das ondas de leste africanas foram energicamente induzida pelo AEJ. Mesmo se a onda for do segundo tipo formada a norte do jato, elas ainda surgem próximo da costa Africana e são intensificadas pelo jacto. A máxima extensão leste-oeste do AEJ (do Norte da África para o Atlântico Norte) é de cerca de 120 graus de longitude, enquanto que o comprimento de onda da AEW é de aproximadamente 2000-4000 km. Escalas de comprimento do AEJ e da AEW são de números de onda de 3 e 9-18, respectivamente, a 15 graus Norte. Ondas africanas são normalmente encontradas ao sul do eixo do jato onde a Vorticidade Potencial (PV) muda de sinal (positivo para negativo). Assim, a posição do jato dita os pontos de origem e propagação das ondas. No padrão de abril, maio e junho, pré-verão favorecem que o jato esteja próximo de 10ºN. Durante os meses de verão com pico de julho, agosto e setembro, o jato se desloca para o norte, como a intensificação dos gradientes de superfície. É por isso que as AEWs surgem em latitudes baixas no início da temporada de furacões e latitudes mais altas durante o decorrer da estação.

Instabilidade Barotrópica-baroclínica

Sugeriu-se também que as ondas africanas se desenvolve na instabilidade barotrópica-baroclínica do AEJ. No entanto, o que isso significa? Bem a instabilidade barotrópica está associada com o cisalhamento horizontal produzido pela convecção profunda próximo do AEJ. A Instabilidade baroclínica é associada com o cisalhamento vertical do vento (ventos de sudoeste da Monção sobre o jato de leste) e os gradientes de temperatura, umidade e pressão. Estes todos são encontrados próximo do AEJ e satisfaz a teoria da instabilidade de Charney-Stern (figuras 2 e 3).

Análise da Onda de Leste Africana de 27 maio - 5 junho

Um forte desenvolvimento tropical ao longo das Montanhas Etíopes na África oriental em 27 de maio, a onda se desenvolveu na instabilidade do jato de Leste Africano através das análises do GFS do continente ocidental Africano. A onda agora é observada próximo de 10ºW com amplitude excepcional bem definida no jato de Leste Africano e um acentuado gradiente de Vorticidade potencial ao longo do eixo. Assim, este tipo de onda se ajusta a teoria de instabilidade de Charney-Stern com a sua maior amplitude a sul do AEJ.

Durante o período de 27 maio a 3 junho, os padrões sinótico sobre a África Ocidental eram muito semelhantes aos aqueles que produzem as fortes ondas de junho-julho de 2008 e agosto de 2007. Acentuado Gradiente de pressão deu origem aos ventos de sudoeste da monção, que convergiram, no cavado térmico e na ZCIT que ascenderam e se afastaram da Alta do Saara se tornando no Jato de Leste Africano. Podemos ver que a amplitude máxima do AEJ ocorre próximo de 10ºN, com o máximo de vorticidade, a sul disto.

Figura 7. Compósitos diários do NCEP/NCAR do Norte de África para o período de 27 maio - 3 junho de 2010.

Figura 8. Análise do GFS da África Ocidental as 14:00 de 05 de junho mostrando uma forte onda tropical surgindo na costa da África. A imagem superior esquerda mostra os ventos em 650 mb com o eixo do Jato Africano bem ilustrado com a perturbação tipica de onda no eixo do jato. A imagem superior direita mostra a vorticidade potencial e podemos ver que a maior PV é frequentemente encontrada ao sul do eixo do jato como discutido anteriormente. A imagem de baixo é outra ilustração do gradiente de umidade sobre o Norte de África e a posição do jato em relação a esse gradiente. Sem esses gradientes, não haveria jato e, consequentemente, não há ondas africanas.

Conclusão

Verificou-se que o ambiente de escala sinótica sobre Norte da África dá origem a um número de circulações gerais e secundárias, que ajuda na gênese dos distúrbios que se propagam para leste daí o seu nome Ondas de Leste Africana. Essa combinação de condições só é encontrada nas áreas tropicais e subtropicais do Norte da África e estas AEWs são exclusivas desta área do globo. Embora a formação exata das ondas de leste africanas seja bem estudada por um processo bastante técnico, mas em termos simplificados, os distúrbios podem se formar a sul do Jato de Leste Africano (AEJ) ou ao norte do mesmo por dois processos diferentes. Como resultado, existe diferenças no ponto de formação, as ondas possuem diferentes dimensões verticais, mas todos essas diferenças acabam próximo da costa Oeste Africana, onde sua intensidade é regida pela intensidade do AEJ.

Referências:

Generation of African Easterly Wave Disturbances: Relationship to the African Easterly Jet; JEN-SHAN HSIEH AND KERRY H. COOK; Department of Earth and Atmospheric Sciences, Cornell University, Ithaca, New York (2004).

Energetics of Easterly Waves; M.A. Estogue and M.S. Lin; Rosentiel School of Marine and Atmospheric Science, University of Miami, Coral Gables, Florida (1977).

Characteristics of African Easterly Waves Depicted by ECMWF Reanalyses for 1991–2000 TSING-CHANG CHEN Atmospheric Science Program, Department of Geological and Atmospheric Sciences, Iowa State University, Ames, Iowa (2006).

Fonte (Cavin Rawlins) 

Boa Sorte e Bom Trabalho a Todos!

El Niño Oscilação Sul (ENOS) Discussão (Outubro)

Olá a todos,

Durante o mês de setembro de 2012, a tendência de formação de El Niño diminuiu, tanto nos indicadores oceânicos quanto atmosféricos. No entanto, o oceano Pacífico equatorial indica limiares mínimos de condições de El Niño neutro ou fraco. As Temperaturas da Superfície do Mar (TSM) equatorial permaneceram acima da média em grande parte do Oceano Pacífico (Figura 1), embora as anomalias tenham diminuído durante o mês conforme indicado pelos valores do índice semanal nas regiões do Niño (Figura 2). As anomalias da quantidade de calor oceânica (temperatura média nos 300m de profundidade do oceano na faixa de 5ºN-5ºS, 180º-100ºW) também diminuíram (Figura 3), mas ainda podemos observar grandes regiões com temperaturas sub-superficiais acima da média em quase todo o Pacífico equatorial (Figura 4). Curiosamente, anomalias de ventos de oeste em baixos níveis foram observadas sobre o oeste do Oceano Pacífico equatorial (Figura 5), o que pode ser um indicativo de um eventual aumento das anomalias sub-superficiais para os próximos meses. Apesar destas anomalias de vento, a atmosfera ainda é de condição de ENSO neutro, como indicado pelo Índice de Oscilação Sul ou observado nos ventos médios de baixos e altos níveis em grande parte do Pacífico. A Convecção Tropical aumentou próximo da linha de data, o que é consistente com condições de El Niño fraco, mas também permaneceu elevada a leste da Indonésia, ou seja, mais a oeste da linha de data do que o esperado (Figura 6). Assim, os indicativos atmosféricos e oceânicos apresentam condições mínimas de fase ENSO neutra/El Niño fraco.

Em comparação com os últimos meses, a chance de um El Niño se desenvolver durante outono/inverno 2012-13 do Hemisfério Norte foi reduzida. Devido à desaceleração recente no desenvolvimento do El Niño, não esta claro se uma condição de fase positiva do ENOS, ou seja, um El Niño com influência atmosférica irá realmente se desenvolver. A maioria dos modelos indicam que a condição de ENSO neutro/El Niño fraco vai continuar, sendo que cerca da metade dos modelos sugerem que o El Niño poderá se desenvolver, mas continuar fraco (Figura 7). Portanto, a previsão é de ENSO neutro/El Niño fraco no inverno do Hemisfério Norte 2012-13, com a possibilidade de intensificação durante os próximos meses.

Fonte CPC.

Boa Sorte e Bom Trabalho a Todos!