source: trunk/MESOSCALE/PLOT/PYTHON/scripts/winds.py @ 192

Last change on this file since 192 was 192, checked in by aslmd, 14 years ago

MESOSCALE: python graphics. possibility to change color mapping.

  • Property svn:executable set to *
File size: 12.9 KB
Line 
1#!/usr/bin/env python
2
3### A. Spiga -- LMD -- 30/06/2011 to 04/07/2011
4### Thanks to A. Colaitis for the parser trick
5
6
7####################################
8####################################
9### The main program to plot vectors
10def winds (namefile,\
11           nvert,\
12           proj=None,\
13           back=None,\
14           target=None,
15           stride=3,\
16           numplot=4,\
17           var=None,\
18           colorb=None,\
19           winds=True):
20
21    ####################################################################################################################
22    ### Colorbars http://www.scipy.org/Cookbook/Matplotlib/Show_colormaps?action=AttachFile&do=get&target=colormaps3.png
23
24    #################################
25    ### Load librairies and functions
26    from netCDF4 import Dataset
27    from myplot import getcoord2d,define_proj,makeplotpng,simplinterv,vectorfield,ptitle,latinterv,getproj,wrfinterv,dumpbdy
28    from matplotlib.pyplot import contourf, subplot, figure, rcParams, savefig, colorbar
29    from matplotlib.cm import get_cmap
30    import numpy as np
31
32    ######################
33    ### Load NETCDF object
34    nc  = Dataset(namefile)
35
36    ###################################
37    ### Recognize predefined file types
38    if 'controle' in nc.variables:   typefile = 'gcm'
39    elif 'vert' in nc.variables:     typefile = 'mesoapi'
40    elif 'U' in nc.variables:        typefile = 'meso'
41    else:                           
42        print "typefile not supported."
43        print nc.variables
44        exit()
45
46    ##############################################################
47    ### Try to guess the projection from wrfout if not set by user
48    if typefile in ['mesoapi','meso']:
49        if proj == None:       proj = getproj(nc)
50                                    ### (il faudrait passer CEN_LON dans la projection ?)
51    elif typefile in ['gcm']:
52        if proj == None:       proj = "cyl"   
53                                    ## pb avec les autres (de trace derriere la sphere ?)
54
55    ############################################
56    #### Choose underlying topography by default
57    if not back:
58        if not var:                                        back = "mola"    ## if no var:         draw mola
59        elif typefile in ['mesoapi','meso'] \
60             and proj not in ['merc','lcc']:               back = "molabw"  ## if var but meso:   draw molabw
61        else:                                              pass             ## else:              draw None
62
63    ####################################################
64    ### Get geographical coordinates and plot boundaries
65    if typefile in ['mesoapi','meso']:
66        [lon2d,lat2d] = getcoord2d(nc)
67        lon2d = dumpbdy(lon2d)
68        lat2d = dumpbdy(lat2d)
69    elif typefile in ['gcm']:
70        [lon2d,lat2d] = getcoord2d(nc,nlat="latitude",nlon="longitude",is1d=True)
71    if proj == "npstere":    [wlon,wlat] = latinterv("North_Pole")
72    elif proj == "lcc":      [wlon,wlat] = wrfinterv(lon2d,lat2d)
73    else:                    [wlon,wlat] = simplinterv(lon2d,lat2d)
74
75    ##################
76    ### Get local time
77    if typefile in ['mesoapi','meso']:  ltst = int(getattr(nc, 'GMT') + 0.5*(wlon[0]+wlon[1])/15.)
78    elif typefile in ['gcm']:           ltst = 0
79
80    ##############################################################################
81    ### Get winds and know if those are meteorological winds (ie. zon, mer) or not
82    if winds:
83        if typefile is 'mesoapi': 
84            [u,v] = getwinds(nc)
85            metwind = True  ## meteorological (zon/mer)
86        elif typefile is 'gcm':
87            [u,v] = getwinds(nc,charu='u',charv='v')
88            metwind = True  ## meteorological (zon/mer)
89        elif typefile is 'meso':
90            [u,v] = getwinds(nc,charu='U',charv='V')
91            metwind = False ## geometrical (wrt grid)
92            print "Beware ! Not using meteorological winds. You trust numerical grid as being (x,y)."
93
94    #####################################################
95    ### Load the chosen variables, whether it is 2D or 3D
96    if var:
97        if var not in nc.variables: 
98            print "not found in file:",var
99            exit()
100        else:   
101            dimension = np.array(nc.variables[var]).ndim
102            if dimension == 2:     field = nc.variables[var][:,:]
103            elif dimension == 3:   field = nc.variables[var][:,:,:]
104            elif dimension == 4:   field = nc.variables[var][:,nvert,:,:] 
105
106    ###########################
107    ### Get length of time axis
108    if winds:               nt = len(u[:,0,0,0])
109    elif var: 
110        if dimension == 2:  nt = 1
111        else             :  nt = len(field[:,0,0])
112
113    #########################################
114    ### Name for title and graphics save file
115    if winds:   basename = "WINDS_"
116    else:       basename = ""
117    if var:
118        basename = basename + var
119    if   typefile is 'meso':                    stralt = "_lvl" + str(nvert)
120    elif typefile is 'mesoapi': 
121        zelevel = int(nc.variables['vert'][nvert])
122        if 'altitude_abg'   in nc.dimensions:   stralt = "_"+str(zelevel)+"m-ALS"
123        elif 'bottom_top'   in nc.dimensions:   stralt = "_"+str(zelevel)+"m-AMR"
124        elif 'pressure'     in nc.dimensions:   stralt = "_"+str(zelevel)+"Pa" 
125    else:                                       stralt = ""         
126    basename = basename + stralt
127
128    ##################################
129    ### Open a figure and set subplots
130    fig = figure()
131    if   numplot > 0:   
132        if   numplot == 4: 
133            sub = 221
134            fig.subplots_adjust(wspace = 0.1, hspace = 0.3)
135            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 2. / 3. )
136        elif numplot == 2: 
137            sub = 121
138            fig.subplots_adjust(wspace = 0.3)
139            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 3. / 4. )
140        elif numplot == 3: 
141            sub = 131
142            fig.subplots_adjust(wspace = 0.3)
143            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 2. / 3. )
144        elif numplot == 6: 
145            sub = 231
146            fig.subplots_adjust(wspace = 0.4, hspace = 0.0)
147            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 2. / 3. )
148        elif numplot == 8: 
149            sub = 331 #241
150            fig.subplots_adjust(wspace = 0.1, hspace = 0.3)
151            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 1. / 2. )
152        elif numplot == 9:
153            sub = 331 
154            fig.subplots_adjust(wspace = 0.1, hspace = 0.3)
155            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 1. / 2. )
156        elif numplot == 1:
157            sub = 99999
158        else:
159            print "supported: 1,2,3,4,6,8"
160            exit()
161        ### Prepare time loop
162        if nt <= numplot or numplot == 1: 
163            tabrange = [0]
164            numplot = 1
165        else:                         
166            tabrange = range(0,nt,int(nt/numplot))  #nt-1
167            tabrange = tabrange[0:numplot]
168    else: 
169        tabrange = range(0,nt,1)
170        sub = 99999
171    print tabrange
172
173    #################################
174    ### Time loop for plotting device
175    found_lct = False
176    for i in tabrange:
177
178       ### General plot settings
179       if numplot > 1: 
180           subplot(sub)
181           found_lct = True
182       elif numplot == 1:
183           found_lct = True 
184            ### If only one local time is requested (numplot < 0)
185       elif numplot <= 0: 
186           if (ltst+i)%24 + numplot != 0:   continue
187           else:                            found_lct = True
188
189       ### Map projection
190       m = define_proj(proj,wlon,wlat,back=back)
191       x, y = m(lon2d, lat2d)
192
193       #### Contour plot
194       if var:
195           if typefile in ['mesoapi','meso']:    what_I_plot = dumpbdy(field[i,:,:])
196           elif typefile in ['gcm']:             
197               if dimension == 2:                what_I_plot = field[:,:]
198               elif dimension == 3:              what_I_plot = field[i,:,:]
199           contourf( x, y, what_I_plot, 30, cmap = get_cmap(name=colorb) )
200           if colorb:     colorbar(fraction=0.05,pad=0.1)
201
202       ### Vector plot
203       if winds:
204           if   typefile in ['mesoapi','meso']:   
205               [vecx,vecy] = [dumpbdy(u[i,nvert,:,:]), dumpbdy(v[i,nvert,:,:])]
206               key = True
207           elif typefile in ['gcm']:               
208               [vecx,vecy] = [        u[i,nvert,:,:] ,         v[i,nvert,:,:] ]
209               key = False
210           if metwind:  [vecx,vecy] = m.rotate_vector(vecx, vecy, lon2d, lat2d)
211           if var == None and back == "vishires":  colorvec = 'w'
212           else:                                   colorvec = 'k'
213           vectorfield(vecx, vecy,\
214                      x, y, stride=stride, csmooth=stride,\
215                      scale=15., factor=300., color=colorvec, key=key)
216                                        #200.         ## or csmooth=2
217       
218       ### Next subplot
219       ptitle( basename + "_LT"+str((ltst+i)%24) )
220       sub += 1
221
222    ##########################################################################
223    ### Save the figure in a file in the data folder or an user-defined folder
224    if not target:    zeplot = namefile+"_"+basename
225    else:             zeplot = target+"/"+basename
226    if numplot <= 0:  zeplot = zeplot + "_LT"+str(abs(numplot))
227    if found_lct:     makeplotpng(zeplot,pad_inches_value=0.35)   
228    else:             print "Local time not found"
229
230
231
232####################################################
233####################################################
234### A simple program to get wind vectors' components
235def getwinds (nc,charu='Um',charv='Vm'):
236    import numpy as np
237    u = nc.variables[charu]
238    v = nc.variables[charv]
239    if charu == 'U': u = u[:, :, :, 0:len(u[0,0,0,:])-1]
240    if charv == 'V': v = v[:, :, 0:len(v[0,0,:,0])-1, :]
241                     ### ou alors prendre les coordonnees speciales
242    return u,v
243
244
245
246###########################################################################################
247###########################################################################################
248### What is below relate to running the file as a command line executable (very convenient)
249if __name__ == "__main__":
250    import sys
251    from optparse import OptionParser    ### to be replaced by argparse
252    from api_wrapper import api_onelevel
253    parser = OptionParser()
254    parser.add_option('-f', action='store', dest='namefile',    type="string",  default=None,  help='[NEEDED] name of WRF file')
255    parser.add_option('-l', action='store', dest='nvert',       type="float",   default=0,     help='vertical level (def=0)(-i 2: p,mbar)(-i 3,4: z,km)')
256    parser.add_option('-p', action='store', dest='proj',        type="string",  default=None,  help='projection')
257    parser.add_option('-b', action='store', dest='back',        type="string",  default=None,  help='background')
258    parser.add_option('-t', action='store', dest='target',      type="string",  default=None,  help='destination folder')
259    parser.add_option('-s', action='store', dest='stride',      type="int",     default=3,     help='stride vectors (def=3)')
260    parser.add_option('-v', action='store', dest='var',         type="string",  default=None,  help='variable contoured')
261    parser.add_option('-n', action='store', dest='numplot',     type="int",     default=4,     help='number of plots (def=1)(<0: 1 plot of LT -*numplot*)')
262    parser.add_option('-i', action='store', dest='interp',      type="int",     default=None,  help='interpolation method (2: press, 3: z-amr, 4:z-als)')
263    parser.add_option('-c', action='store', dest='colorb',      type="string",  default=None,  help='change colormap (and draw a colorbar)')
264    parser.add_option('-x', action='store_false', dest='winds',                 default=True,  help='flag: no wind vectors')
265    (opt,args) = parser.parse_args()
266    if opt.namefile is None: 
267        print "I want to eat one file at least ! Use winds.py -f name_of_my_file. Or type winds.py -h"
268        exit()
269    print "Options:", opt
270
271    zefile = opt.namefile   
272    zelevel = opt.nvert   
273    stralt = None
274    if opt.interp is not None:
275        if opt.nvert is 0 and opt.interp is 4:  zelevel = 0.010
276        ### winds or no winds
277        if opt.winds            :  zefields = 'uvmet'
278        else                    :  zefields = ''
279        ### var or no var
280        if opt.var is None      :  pass
281        elif zefields == ''     :  zefields = opt.var
282        else                    :  zefields = zefields + "," + opt.var
283        print zefields
284        zefile = api_onelevel (  path_to_input   = '', \
285                                 input_name      = zefile, \
286                                 path_to_output  = opt.target, \
287                                 fields          = zefields, \
288                                 interp_method   = opt.interp, \
289                                 onelevel        = zelevel )
290        zelevel = 0 ## so that zelevel could play again the role of nvert
291
292    winds (zefile,int(zelevel),\
293           proj=opt.proj,back=opt.back,target=opt.target,stride=opt.stride,var=opt.var,numplot=opt.numplot,colorb=opt.colorb,winds=opt.winds)
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.