source: trunk/MESOSCALE/PLOT/PYTHON/scripts/winds.py @ 195

Last change on this file since 195 was 195, checked in by aslmd, 14 years ago

MESOSCALE: graphics interface. corrected a bug in displaying automatic Ls

  • Property svn:executable set to *
File size: 14.1 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           addchar=None):
21
22    ####################################################################################################################
23    ### Colorbars http://www.scipy.org/Cookbook/Matplotlib/Show_colormaps?action=AttachFile&do=get&target=colormaps3.png
24
25    #################################
26    ### Load librairies and functions
27    from netCDF4 import Dataset
28    from myplot import getcoord2d,define_proj,makeplotpng,simplinterv,vectorfield,ptitle,latinterv,getproj,wrfinterv,dumpbdy
29    from mymath import deg
30    from matplotlib.pyplot import contourf, subplot, figure, rcParams, savefig, colorbar
31    from matplotlib.cm import get_cmap
32    import numpy as np
33
34    ######################
35    ### Load NETCDF object
36    nc  = Dataset(namefile)
37
38    ###################################
39    ### Recognize predefined file types
40    if 'controle' in nc.variables:   typefile = 'gcm'
41    elif 'vert' in nc.variables:     typefile = 'mesoapi'
42    elif 'U' in nc.variables:        typefile = 'meso'
43    else:                           
44        print "typefile not supported."
45        print nc.variables
46        exit()
47
48    ##############################################################
49    ### Try to guess the projection from wrfout if not set by user
50    if typefile in ['mesoapi','meso']:
51        if proj == None:       proj = getproj(nc)
52                                    ### (il faudrait passer CEN_LON dans la projection ?)
53    elif typefile in ['gcm']:
54        if proj == None:       proj = "cyl"   
55                                    ## pb avec les autres (de trace derriere la sphere ?)
56
57    ############################################
58    #### Choose underlying topography by default
59    if not back:
60        if not var:                                        back = "mola"    ## if no var:         draw mola
61        elif typefile in ['mesoapi','meso'] \
62             and proj not in ['merc','lcc']:               back = "molabw"  ## if var but meso:   draw molabw
63        else:                                              pass             ## else:              draw None
64
65    ####################################################
66    ### Get geographical coordinates and plot boundaries
67    if typefile in ['mesoapi','meso']:
68        [lon2d,lat2d] = getcoord2d(nc)
69        lon2d = dumpbdy(lon2d)
70        lat2d = dumpbdy(lat2d)
71    elif typefile in ['gcm']:
72        [lon2d,lat2d] = getcoord2d(nc,nlat="latitude",nlon="longitude",is1d=True)
73    if proj == "npstere":    [wlon,wlat] = latinterv("North_Pole")
74    elif proj == "lcc":      [wlon,wlat] = wrfinterv(lon2d,lat2d)
75    else:                    [wlon,wlat] = simplinterv(lon2d,lat2d)
76
77    ##################
78    ### Get local time
79    if typefile in ['mesoapi','meso']: 
80        ltst = int(getattr(nc, 'GMT') + 0.5*(wlon[0]+wlon[1])/15.)
81        #zetime = nc.variables['Times'][0]
82        #zetimestart = getattr(nc, 'START_DATE')
83        #zeday = int(zetime[8]+zetime[9]) - int(zetimestart[8]+zetimestart[9])
84        #if zeday < 0:    lschar=""  ## might have crossed a month... fix soon
85        #else:            lschar="_Ls"+str( int( sol2ls ( getattr( nc, 'JULDAY' ) + zeday ) ) )
86    elif typefile in ['gcm']:           
87        ltst = 0
88
89    ##############################################################################
90    ### Get winds and know if those are meteorological winds (ie. zon, mer) or not
91    if winds:
92        if typefile is 'mesoapi': 
93            [u,v] = getwinds(nc)
94            metwind = True  ## meteorological (zon/mer)
95        elif typefile is 'gcm':
96            [u,v] = getwinds(nc,charu='u',charv='v')
97            metwind = True  ## meteorological (zon/mer)
98        elif typefile is 'meso':
99            [u,v] = getwinds(nc,charu='U',charv='V')
100            metwind = False ## geometrical (wrt grid)
101            print "Beware ! Not using meteorological winds. You trust numerical grid as being (x,y)."
102
103    #####################################################
104    ### Load the chosen variables, whether it is 2D or 3D
105    if var:
106        if var not in nc.variables: 
107            print "not found in file:",var
108            exit()
109        else:   
110            dimension = np.array(nc.variables[var]).ndim
111            if dimension == 2:     field = nc.variables[var][:,:]
112            elif dimension == 3:   field = nc.variables[var][:,:,:]
113            elif dimension == 4:   field = nc.variables[var][:,nvert,:,:] 
114
115    ###########################
116    ### Get length of time axis
117    if winds:               nt = len(u[:,0,0,0])
118    elif var: 
119        if dimension == 2:  nt = 1
120        else             :  nt = len(field[:,0,0])
121
122    #########################################
123    ### Name for title and graphics save file
124    if winds:   basename = "WINDS_"
125    else:       basename = ""
126    if var:
127        basename = basename + var
128    if   typefile is 'meso':                    stralt = "_lvl" + str(nvert)
129    elif typefile is 'mesoapi': 
130        zelevel = int(nc.variables['vert'][nvert])
131        if 'altitude_abg'   in nc.dimensions:   stralt = "_"+str(zelevel)+"m-ALS"
132        elif 'bottom_top'   in nc.dimensions:   stralt = "_"+str(zelevel)+"m-AMR"
133        elif 'pressure'     in nc.dimensions:   stralt = "_"+str(zelevel)+"Pa" 
134    else:                                       stralt = ""         
135    basename = basename + stralt
136
137    ##################################
138    ### Open a figure and set subplots
139    fig = figure()
140    if   numplot > 0:   
141        if   numplot == 4: 
142            sub = 221
143            fig.subplots_adjust(wspace = 0.1, hspace = 0.3)
144            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 2. / 3. )
145        elif numplot == 2: 
146            sub = 121
147            fig.subplots_adjust(wspace = 0.3)
148            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 3. / 4. )
149        elif numplot == 3: 
150            sub = 131
151            fig.subplots_adjust(wspace = 0.3)
152            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 2. / 3. )
153        elif numplot == 6: 
154            sub = 231
155            fig.subplots_adjust(wspace = 0.4, hspace = 0.0)
156            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 2. / 3. )
157        elif numplot == 8: 
158            sub = 331 #241
159            fig.subplots_adjust(wspace = 0.1, hspace = 0.3)
160            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 1. / 2. )
161        elif numplot == 9:
162            sub = 331 
163            fig.subplots_adjust(wspace = 0.1, hspace = 0.3)
164            rcParams['font.size'] = int( rcParams['font.size'] * 1. / 2. )
165        elif numplot == 1:
166            sub = 99999
167        else:
168            print "supported: 1,2,3,4,6,8"
169            exit()
170        ### Prepare time loop
171        if nt <= numplot or numplot == 1: 
172            tabrange = [0]
173            numplot = 1
174        else:                         
175            tabrange = range(0,nt,int(nt/numplot))  #nt-1
176            tabrange = tabrange[0:numplot]
177    else: 
178        tabrange = range(0,nt,1)
179        sub = 99999
180    print tabrange
181
182    #################################
183    ### Time loop for plotting device
184    found_lct = False
185    for i in tabrange:
186
187       ### General plot settings
188       if numplot > 1: 
189           subplot(sub)
190           found_lct = True
191       elif numplot == 1:
192           found_lct = True 
193            ### If only one local time is requested (numplot < 0)
194       elif numplot <= 0: 
195           if (ltst+i)%24 + numplot != 0:   continue
196           else:                            found_lct = True
197
198       ### Map projection
199       m = define_proj(proj,wlon,wlat,back=back)
200       x, y = m(lon2d, lat2d)
201
202       #### Contour plot
203       if var:
204           if typefile in ['mesoapi','meso']:    what_I_plot = dumpbdy(field[i,:,:])
205           elif typefile in ['gcm']:             
206               if dimension == 2:                what_I_plot = field[:,:]
207               elif dimension == 3:              what_I_plot = field[i,:,:]
208           contourf( x, y, what_I_plot, 30, cmap = get_cmap(name=colorb) )
209           if colorb:     colorbar(fraction=0.05,pad=0.1)
210
211       ### Vector plot
212       if winds:
213           if   typefile in ['mesoapi','meso']:   
214               [vecx,vecy] = [dumpbdy(u[i,nvert,:,:]), dumpbdy(v[i,nvert,:,:])]
215               key = True
216           elif typefile in ['gcm']:               
217               [vecx,vecy] = [        u[i,nvert,:,:] ,         v[i,nvert,:,:] ]
218               key = False
219           if metwind:  [vecx,vecy] = m.rotate_vector(vecx, vecy, lon2d, lat2d)
220           if var == None and back == "vishires":  colorvec = 'w'
221           else:                                   colorvec = 'k'
222           vectorfield(vecx, vecy,\
223                      x, y, stride=stride, csmooth=stride,\
224                      scale=15., factor=300., color=colorvec, key=key)
225                                        #200.         ## or csmooth=2
226       
227       ### Next subplot
228       plottitle = basename + "_LT"+str((ltst+i)%24)
229       if addchar:  plottitle = plottitle + addchar
230       ptitle( plottitle )
231       sub += 1
232
233    ##########################################################################
234    ### Save the figure in a file in the data folder or an user-defined folder
235    if not target:    zeplot = namefile+"_"+basename
236    else:             zeplot = target+"/"+basename
237    if numplot <= 0:  zeplot = zeplot + "_LT"+str(abs(numplot))
238    if found_lct:     makeplotpng(zeplot,pad_inches_value=0.35)   
239    else:             print "Local time not found"
240    return zeplot
241
242
243####################################################
244####################################################
245### A simple program to get wind vectors' components
246def getwinds (nc,charu='Um',charv='Vm'):
247    import numpy as np
248    u = nc.variables[charu]
249    v = nc.variables[charv]
250    if charu == 'U': u = u[:, :, :, 0:len(u[0,0,0,:])-1]
251    if charv == 'V': v = v[:, :, 0:len(v[0,0,:,0])-1, :]
252                     ### ou alors prendre les coordonnees speciales
253    return u,v
254
255
256
257###########################################################################################
258###########################################################################################
259### What is below relate to running the file as a command line executable (very convenient)
260if __name__ == "__main__":
261    import sys
262    from optparse import OptionParser    ### to be replaced by argparse
263    from api_wrapper import api_onelevel
264    from netCDF4 import Dataset
265    from myplot import getlschar
266
267    #############################
268    ### Get options and variables
269    parser = OptionParser()
270    parser.add_option('-f', action='store', dest='namefile',    type="string",  default=None,  help='[NEEDED] name of WRF file')
271    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)')
272    parser.add_option('-p', action='store', dest='proj',        type="string",  default=None,  help='projection')
273    parser.add_option('-b', action='store', dest='back',        type="string",  default=None,  help='background')
274    parser.add_option('-t', action='store', dest='target',      type="string",  default=None,  help='destination folder')
275    parser.add_option('-s', action='store', dest='stride',      type="int",     default=3,     help='stride vectors (def=3)')
276    parser.add_option('-v', action='store', dest='var',         type="string",  default=None,  help='variable contoured')
277    parser.add_option('-n', action='store', dest='numplot',     type="int",     default=4,     help='number of plots (def=1)(<0: 1 plot of LT -*numplot*)')
278    parser.add_option('-i', action='store', dest='interp',      type="int",     default=None,  help='interpolation method (2: press, 3: z-amr, 4:z-als)')
279    parser.add_option('-c', action='store', dest='colorb',      type="string",  default=None,  help='change colormap (and draw a colorbar)')
280    parser.add_option('-x', action='store_false', dest='winds',                 default=True,  help='flag: no wind vectors')
281    (opt,args) = parser.parse_args()
282    if opt.namefile is None: 
283        print "I want to eat one file at least ! Use winds.py -f name_of_my_file. Or type winds.py -h"
284        exit()
285    print "Options:", opt
286    zefile = opt.namefile   
287    zelevel = opt.nvert   
288    stralt = None
289    lschar = getlschar ( zefile )  ## getlschar from wrfout (or simply return "" if another file)
290
291    #####################################################
292    ### Call Fortran routines for vertical interpolations
293    if opt.interp is not None:
294        if opt.nvert is 0 and opt.interp is 4:  zelevel = 0.010
295        ### winds or no winds
296        if opt.winds            :  zefields = 'uvmet'
297        else                    :  zefields = ''
298        ### var or no var
299        if opt.var is None      :  pass
300        elif zefields == ''     :  zefields = opt.var
301        else                    :  zefields = zefields + "," + opt.var
302        print zefields
303        zefile = api_onelevel (  path_to_input   = '', \
304                                 input_name      = zefile, \
305                                 path_to_output  = opt.target, \
306                                 fields          = zefields, \
307                                 interp_method   = opt.interp, \
308                                 onelevel        = zelevel )
309        zelevel = 0 ## so that zelevel could play again the role of nvert
310
311    #############
312    ### Main call
313    name = winds (zefile,int(zelevel),\
314           proj=opt.proj,back=opt.back,target=opt.target,stride=opt.stride,var=opt.var,numplot=opt.numplot,colorb=opt.colorb,winds=opt.winds,\
315           addchar=lschar)
316
317    #########################################################
318    ### Generate a .sh file with the used command saved in it
319    command = ""
320    for arg in sys.argv: command = command + arg + ' '
321    f = open(name+'.sh', 'w')
322    f.write(command)
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.