解析雨量を Pythonで読む (2021年4月の作業メモ)

気象庁の解析雨量のデータ形式は、2005年のぶんまでは独自の形式、 2006年からはWMO (世界気象機関) できめられた GRIB version 2 (GRIB2 ともいう) である。

解析雨量の値は、本来、1時間降水量 (mm/h) である。 (30分間隔のばあいも、その時刻までの1時間の降水量である。) しかし、有効数字があまり多くないので、1バイト (8ビット) で表現できる 0〜255のレベルでおきかえられ、 さらに、となりどうしの画素の値が同じであるばあいに連長(run length)法によって圧縮されている。

Python で、NumPy をつかい、GRIB2 の 第5節と第7節を解読して図示までいっている例がある。

https://qiita.com/vpcf/items/b680f504cfe8b6a64222#%E8%A7%A3%E6%9E%90%E9%9B%A8%E9%87%8F%E3%82%92python%E3%81%A7%E8%AA%AD%E3%81%BF%E3%81%9F%E3%81%84
@vcpfが2020年07月19日に更新
気象庁解析雨量(GRIB2形式)をPythonで扱う

この手順だと、中間で圧縮をはずしたファイルを書きだす必要がない。 また、それぞれの時刻について正しい変換表をつかうことができる。

[ここから 2021-04-19 夜]

これを Linux (Ubuntu 18.04) 上の Python3 でやってみた。

Python3 に numpy, matplotlib, mpl_toolkit.basemap を入れた。 (ただし、ライブラリのインストールに試行錯誤した。 pip では basemap がはいらず、pip と apt を併用するとうまくいかないようで、 matplotlib などを apt で入れなおした。)

vcpfさんによる例文の、前半の終わり近くの「file = 」の行の データの置き場のディレクトリ名を書きかえただけで、図が出るところまでいった。 ファイル名の日時を変えると、その日時の図を出せる。 (図の表題を正しくするためには、例文の後半の ax.set_title で設定している 表題の文字列の日時も変えておく必要がある。) GrADS のばあいとちがって、かさばる中間ファイルをつくらないですむ点が魅力的だ。 地図の範囲や、数値と色との関係も、例文プログラムをよく読めば変更できそうだ。

Windows 10 でためそうとすると、 「py -m pip install」で、numpy や matplotlib はインストールできるのだが、 basemap がインストールできない。 開発もとのサイトを読みにいくと、basemap は開発をとりやめ、cartopy への移行をすすめている。 また、cartopy にせよ basemap にせよ、pip でのインストールはサポートされておらず、 cartopy は anaconda でインストールできるらしい。 そうすると、Windows の Python の利用は、anaconda をインストールして その中でやったほうがよさそうだ。しかしわたしはまだ経験がない。

(Python の利用については、もうひとつ、Jupyter Notebook という環境でやるかどうか、 というまよいもある。)

[ここから 2021-04-21 夜]

Linux上で、basemap を cartopy でおきかえてみた。

Python3 に、ライブラリ cartopy, SciPy を入れた。

ネット上で、cartopy で気象データを図示している例をさがした。 解析雨量でなく予報モデルの出力を日本域の地図上にしめしている例があった。

https://qiita.com/wm-ytakano/items/1e6a5d250fe0d079b08e
@wm-ytakano
が2021年02月14日に更新
PythonでGSMのGPVデータから気温の水平分布を描画する

vcpfさんの例文の後半を、wm-ytakanoさんの例文にならって、 basemap への 呼び出しを cartopy への呼び出しで置きかえていった。 ほぼ同じ図を作図できるところまでいった。 ただし、warning (警告) が出る。 色わけの境界レベルを設定するところでなにか不適切なことをやっているようだ。 なおすには、cartopy の機能を勉強する必要がある。

[ここから 2021-04-22 夕方]

Windows 10 に anaconda を入れ、 その中で cartopy を入れた (cartopy を指定すると、それが前提とするライブラリもいっしょにはいる)。 手順は [別ページ]に書いた。

そこで4月21日に Linux 上で動かしたのと同じ、解析雨量を cartopy で作図する プログラムを動かしたら、変更なしで作図できた。

[ここから 2021-04-24 夜 記述、2021-04-25 夜 改訂。]

4月23日・25日、Linux 上で作業した。

4月24日、Windows 上で同様な作業ができることを確認した。


2021-04-19 .. 2021-04-25, 2021-07-30
増田 耕一 (MASUDA Kooiti)
増田の個人サイトでの [計算機を利用した気象分野の実習教材] [立正大学の授業用の教材]