source: trunk/MESOSCALE/PLOT/PYTHON/scripts/winds.py @ 188

Last change on this file since 188 was 188, checked in by aslmd, 14 years ago

MESOSCALE: python script for plots. changed defaults values and added automatic captions.

  • Property svn:executable set to *
File size: 11.8 KB
Line 
1#!/usr/bin/env python
2
3### A. Spiga -- LMD -- 30/05/2011
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
20    #################################
21    ### Load librairies and functions
22    from netCDF4 import Dataset
23    from myplot import getcoord2d,define_proj,makeplotpng,simplinterv,vectorfield,ptitle,latinterv,getproj,wrfinterv,dumpbdy
24    from matplotlib.pyplot import contourf, subplot, figure, rcParams, savefig, colorbar
25    import numpy as np
26
27    ######################
28    ### Load NETCDF object
29    nc  = Dataset(namefile)
30
31    ###################################
32    ### Recognize predefined file types
33    if 'controle' in nc.variables:   typefile = 'gcm'
34    elif 'Um' in nc.variables:       typefile = 'mesoapi'
35    elif 'U' in nc.variables:        typefile = 'meso'
36    else:                           
37        print "typefile not supported."
38        exit()
39
40    ##############################################################
41    ### Try to guess the projection from wrfout if not set by user
42    if typefile in ['mesoapi','meso']:
43        if proj == None:       proj = getproj(nc)
44                                    ### (il faudrait passer CEN_LON dans la projection ?)
45    elif typefile in ['gcm']:
46        if proj == None:       proj = "cyl"   
47                                    ## pb avec les autres (de trace derriere la sphere ?)
48
49    ############################################
50    #### Choose underlying topography by default
51    if not back:
52        if not var:                                        back = "mola"    ## if no var:         draw mola
53        elif typefile in ['mesoapi','meso'] \
54             and proj not in ['merc','lcc']:               back = "molabw"  ## if var but meso:   draw molabw
55        else:                                              pass             ## else:              draw None
56
57    ####################################################
58    ### Get geographical coordinates and plot boundaries
59    if typefile in ['mesoapi','meso']:
60        [lon2d,lat2d] = getcoord2d(nc)
61        lon2d = dumpbdy(lon2d)
62        lat2d = dumpbdy(lat2d)
63    elif typefile in ['gcm']:
64        [lon2d,lat2d] = getcoord2d(nc,nlat="latitude",nlon="longitude",is1d=True)
65    if proj == "npstere":    [wlon,wlat] = latinterv("North_Pole")
66    elif proj == "lcc":      [wlon,wlat] = wrfinterv(lon2d,lat2d)
67    else:                    [wlon,wlat] = simplinterv(lon2d,lat2d)
68
69    ##################
70    ### Get local time
71    if typefile in ['mesoapi','meso']:  ltst = int(getattr(nc, 'GMT') + 0.5*(wlon[0]+wlon[1])/15.)
72    elif typefile in ['gcm']:           ltst = 0
73
74    ##############################################################################
75    ### Get winds and know if those are meteorological winds (ie. zon, mer) or not
76    if typefile is 'mesoapi': 
77        [u,v] = getwinds(nc)
78        metwind = True  ## meteorological (zon/mer)
79    elif typefile is 'gcm':
80        [u,v] = getwinds(nc,charu='u',charv='v')
81        metwind = True  ## meteorological (zon/mer)
82    elif typefile is 'meso':
83        [u,v] = getwinds(nc,charu='U',charv='V')
84        metwind = False ## geometrical (wrt grid)
85        print "Beware ! Not using meteorological winds. You trust numerical grid as being (x,y)."
86
87    ####################################################
88    ### Load the chosen variables, whether it is 2D or 3D
89    if var:
90        if var not in nc.variables: 
91            print "not found in file:",var
92            exit()
93        else:   
94            dimension = np.array(nc.variables[var]).ndim
95            if dimension == 2:     field = nc.variables[var][:,:]
96            elif dimension == 3:   field = nc.variables[var][:,:,:]
97            elif dimension == 4:   field = nc.variables[var][:,nvert,:,:] 
98    nt = len(u[:,0,0,0])
99
100    #########################################
101    ### Name for title and graphics save file
102    basename = "WINDS"
103    if var:
104        basename = basename + "_" + var
105    if   typefile is 'meso':                    stralt = "_lvl" + str(nvert)
106    elif typefile is 'mesoapi': 
107        zelevel = int(nc.variables['vert'][nvert])
108        if 'altitude_abg'   in nc.dimensions:   stralt = "_"+str(zelevel)+"m-ALS"
109        elif 'bottom_top'   in nc.dimensions:   stralt = "_"+str(zelevel)+"m-AMR"
110        elif 'pressure'     in nc.dimensions:   stralt = "_"+str(zelevel)+"Pa" 
111    else:                                       stralt = ""         
112    basename = basename + stralt
113
114    ##################################
115    ### Open a figure and set subplots
116    fig = figure()
117    if   numplot > 0:   
118        if   numplot == 4: 
119            sub = 221
120            fig.subplots_adjust(wspace = 0.1, hspace = 0.3)
121            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 2. / 3. )
122        elif numplot == 2: 
123            sub = 121
124            fig.subplots_adjust(wspace = 0.3)
125            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 3. / 4. )
126        elif numplot == 3: 
127            sub = 131
128            fig.subplots_adjust(wspace = 0.3)
129            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 2. / 3. )
130        elif numplot == 6: 
131            sub = 231
132            fig.subplots_adjust(wspace = 0.4, hspace = 0.0)
133            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 2. / 3. )
134        elif numplot == 8: 
135            sub = 331 #241
136            fig.subplots_adjust(wspace = 0.1, hspace = 0.3)
137            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 1. / 2. )
138        elif numplot == 9:
139            sub = 331 
140            fig.subplots_adjust(wspace = 0.1, hspace = 0.3)
141            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 1. / 2. )
142        elif numplot == 1:
143            pass
144        else:
145            print "supported: 1,2,3,4,6,8"
146            exit()
147        ### Prepare time loop
148        if nt <= numplot or numplot == 1: 
149            tabrange = [0]
150            numplot = 1
151        else:                         
152            tabrange = range(0,nt,int(nt/numplot))  #nt-1
153            tabrange = tabrange[0:numplot]
154    else: 
155        tabrange = range(0,nt,1)
156        sub = 99999
157    print tabrange
158
159    #################################
160    ### Time loop for plotting device
161    found_lct = False
162    for i in tabrange:
163
164       ### General plot settings
165       if numplot > 1: 
166           subplot(sub)
167           found_lct = True
168       elif numplot == 1:
169           found_lct = True 
170            ### If only one local time is requested (numplot < 0)
171       elif numplot <= 0: 
172           if (ltst+i)%24 + numplot != 0:   continue
173           else:                            found_lct = True
174
175       ### Map projection
176       m = define_proj(proj,wlon,wlat,back=back)
177       x, y = m(lon2d, lat2d)
178
179       #### Contour plot
180       if var:
181           if typefile in ['mesoapi','meso']:    what_I_plot = dumpbdy(field[i,:,:])
182           elif typefile in ['gcm']:             
183               if dimension == 2:                what_I_plot = field[:,:]
184               elif dimension == 3:              what_I_plot = field[i,:,:]
185           contourf(x, y, what_I_plot, 30)
186           if colorb:     colorbar(fraction=0.05,pad=0.1)
187
188       ### Vector plot
189       if   typefile in ['mesoapi','meso']:   
190           [vecx,vecy] = [dumpbdy(u[i,nvert,:,:]), dumpbdy(v[i,nvert,:,:])]
191           key = True
192       elif typefile in ['gcm']:               
193           [vecx,vecy] = [        u[i,nvert,:,:] ,         v[i,nvert,:,:] ]
194           key = False
195       if metwind:  [vecx,vecy] = m.rotate_vector(vecx, vecy, lon2d, lat2d)
196       if var == None and back == "vishires":  colorvec = 'w'
197       else:                                   colorvec = 'k'
198       vectorfield(vecx, vecy,\
199                      x, y, stride=stride, csmooth=stride,\
200                      scale=15., factor=300., color=colorvec, key=key)
201                                        #200.         ## or csmooth=2
202       
203       ### Next subplot
204       ptitle( basename + "_LT"+str((ltst+i)%24) )
205       sub += 1
206
207    ##########################################################################
208    ### Save the figure in a file in the data folder or an user-defined folder
209    if not target:    zeplot = namefile+"_"+basename
210    else:             zeplot = target+"/"+basename
211    if numplot <= 0:  zeplot = zeplot + "_LT"+str(abs(numplot))
212    if found_lct:     makeplotpng(zeplot,pad_inches_value=0.35)   
213    else:             print "Local time not found"
214
215
216
217####################################################
218####################################################
219### A simple program to get wind vectors' components
220def getwinds (nc,charu='Um',charv='Vm'):
221    import numpy as np
222    u = nc.variables[charu]
223    v = nc.variables[charv]
224    if charu == 'U': u = u[:, :, :, 0:len(u[0,0,0,:])-1]
225    if charv == 'V': v = v[:, :, 0:len(v[0,0,:,0])-1, :]
226                     ### ou alors prendre les coordonnees speciales
227    return u,v
228
229
230
231###########################################################################################
232###########################################################################################
233### What is below relate to running the file as a command line executable (very convenient)
234if __name__ == "__main__":
235    import sys
236    from optparse import OptionParser    ### to be replaced by argparse
237    from api_wrapper import api_onelevel
238    parser = OptionParser()
239    parser.add_option('-f', action='store', dest='namefile',    type="string",  default=None,  help='[NEEDED] name of WRF file')
240    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)')
241    parser.add_option('-p', action='store', dest='proj',        type="string",  default=None,  help='projection')
242    parser.add_option('-b', action='store', dest='back',        type="string",  default=None,  help='background')
243    parser.add_option('-t', action='store', dest='target',      type="string",  default=None,  help='destination folder')
244    parser.add_option('-s', action='store', dest='stride',      type="int",     default=3,     help='stride vectors (def=3)')
245    parser.add_option('-v', action='store', dest='var',         type="string",  default=None,  help='variable contoured')
246    parser.add_option('-n', action='store', dest='numplot',     type="int",     default=4,     help='number of plots (def=1)(<0: 1 plot of LT -*numplot*)')
247    parser.add_option('-i', action='store', dest='interp',      type="int",     default=None,  help='interpolation method (2: press, 3: z-amr, 4:z-als)')
248    parser.add_option('-c', action='store', dest='colorb',      type="string",  default=None,  help='colorbar')
249    (opt,args) = parser.parse_args()
250    if opt.namefile is None: 
251        print "I want to eat one file at least ! Use winds.py -f name_of_my_file. Or type winds.py -h"
252        exit()
253    print "Options:", opt
254
255    zefile = opt.namefile   
256    zelevel = opt.nvert   
257    stralt = None
258    if opt.interp is not None:
259        if opt.nvert is 0 and opt.interp is 4:  zelevel = 0.010
260        if   opt.var is None    :  zefields = 'uvmet'
261        else                    :  zefields = 'uvmet,'+opt.var
262        zefile = api_onelevel (  path_to_input   = '', \
263                                 input_name      = zefile, \
264                                 path_to_output  = opt.target, \
265                                 fields          = zefields, \
266                                 interp_method   = opt.interp, \
267                                 onelevel        = zelevel )
268        zelevel = 0 ## so that zelevel could play again the role of nvert
269
270    winds (zefile,int(zelevel),\
271           proj=opt.proj,back=opt.back,target=opt.target,stride=opt.stride,var=opt.var,numplot=opt.numplot,colorb=opt.colorb)
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.