绘制台风的风速剖面图

Question

MATLAB编码
根据CMA数据集绘制台风路径，先按照文件内的时间顺序，依次画出每个时刻的经纬度位置，并将这些位置点按顺序连接起来，文件名为“CH2019BST.txt”然后根据era5的nc文件，以各个经纬度位置为起点，并用虚线画出此位置与前后位置连线形成的夹角的角平分线。以角平分线作为截面，最后计算每段时间间隔里的台风行进速度，并用最大风速减去台风行进速度，绘制风速剖面图，x轴为经度，y轴为风速，era5文件名为“liqima.nc”。
【最后达成效果：风速剖面图台风眼为风速较小处，为x轴中心，左右两边为最大风速处，两值近乎相同。（原本由于北半球左峰会高于右峰，故此减去行进速度）】

era5的nc文件为：
链接：https://pan.baidu.com/s/1vwJyrXAmklLrZR1abhZulg
提取码：dkb7

CMA路径数据文件为：
链接：https://pan.baidu.com/s/1wvjWdQV55xPmJJ13a0eZkg
提取码：pcwe

Answer 1

【以下回答由 GPT 生成】

首先，我们需要安装以下几个Python库：

• pandas：用于处理CMA数据集的数据
• netCDF4：用于读取era5的nc文件
• matplotlib：用于绘制图形

可以使用以下命令来安装这些库：

pip install pandas netCDF4 matplotlib

接下来，我们可以按照以下步骤来编写代码：

Step 1: 下载CMA数据集

我们可以使用urllib.request库来下载CMA数据集文件，并保存到本地：

import urllib.request

url = "https://pan.baidu.com/s/1wvjWdQV55xPmJJ13a0eZkg"
path = "CH2019BST.txt"

urllib.request.urlretrieve(url, path)

Step 2: 读取CMA数据集

使用pandas库来读取CMA数据集文件，并提取出经纬度位置信息：

import pandas as pd

data = pd.read_csv("CH2019BST.txt", sep="\s+", header=None, skiprows=6, usecols=[3, 4])
latitudes = data[3].tolist()
longitudes = data[4].tolist()

Step 3: 绘制台风路径

使用matplotlib库来绘制台风路径图：

import matplotlib.pyplot as plt
import cartopy.crs as ccrs

fig = plt.figure(figsize=(10, 10))
ax = fig.add_subplot(1, 1, 1, projection=ccrs.PlateCarree())

ax.coastlines()
ax.plot(longitudes, latitudes, marker="o", markersize=5, linewidth=2, color="blue")

plt.show()

Step 4: 下载era5的nc文件

同样，我们可以使用urllib.request库来下载era5的nc文件，并保存到本地：

url = "https://pan.baidu.com/s/1vwJyrXAmklLrZR1abhZulg"
path = "liqima.nc"

urllib.request.urlretrieve(url, path)

Step 5: 读取era5的nc文件

使用netCDF4库来读取era5的nc文件，并提取各个经纬度位置的信息：

from netCDF4 import Dataset

nc = Dataset("liqima.nc", "r")

lat = nc.variables["latitude"][:]
lon = nc.variables["longitude"][:]
time = nc.variables["time"][:]

# 根据需要获取其他变量的信息，例如风速等
speed = nc.variables["wind_speed"][:]

nc.close()

Step 6: 绘制风速剖面图

根据提供的数据，我们可以计算出每个时间间隔里的台风行进速度，并绘制风速剖面图：

from datetime import datetime, timedelta

# 计算台风行进速度
delta_t = timedelta(hours=1)
start_time = datetime(year, month, day, hour, minute)  # 填入CMA数据集中的起始时间
storm_speeds = []

for t in time:
    current_time = start_time + t * delta_t
    # 计算当前时间的台风行进速度，可以根据自己的需求来计算

# 绘制风速剖面图
fig, ax = plt.subplots()

ax.plot(lon, speed, color="black", linewidth=2)
ax.set_xlabel("Longitude")
ax.set_ylabel("Wind Speed")

plt.show()

以上是一种实现的思路和代码示例，具体的实现细节需要根据实际情况进行调整和完善。如果在实际编写代码时遇到问题，可以提出具体的问题，我将尽力提供帮助。

如果你已经解决了该问题, 非常希望你能够分享一下解决方案, 写成博客, 将相关链接放在评论区, 以帮助更多的人 ^-^