(Tips) パワースペクトルの波数・周波数分布(2)

作成者: 村上真也

編集履歴

• 2015年04月28日： バグとり
• 2015年04月20日： バグとり
• 2015年03月11日： バグとり
• 2015年03月10日： スクリプト整理、図の追加
• 2015年03月09日： 新規作成

熱帯(緯度-15度から15度まで)の変数(OLRや東西速度など)のパワースペクトルを計算して、波数・周波数空間でのパワースペクトルを描くサンプルプログラムです。 Wheeler and Kiladis (1999) JASの図2,3のようなものを描きます。

• Ruby
• GPhys
  • GPhys::FFT
• GGraph -- 作図のために必要

西本さんによる(Tips) パワースペクトルの波数・周波数分布の作り方を参照のこと。基本的には同じ。

データの前処理

• 再解析データなどの年月単位のデータの場合
  • 西本さんのremove_AC.rbを使う
• GCMの出力などで年月がないデータを使う場合
  • detrend.rbを使う
• 出力ファイル名はdaily_rmAC.nc。

生スペクトルの計算

• 再解析データなどの年月単位のデータの場合
  • wavenum_freq_2_0b.rbを使う
    • yrlistに解析に使う年のNArrayのint配列を入れる
    • ntimesに1日あたりのデータ数を入れる
    • varに解析したい変数名を入れる
• GCMの出力などで年月がないデータを使う場合
  • wavenum_freq_2_0a.rbを使う
    • year_lenに一年の長さを入れる
    • varに解析したい変数名を入れる
    • st, etに解析開始時刻と解析終了時刻を入れる
• 出力ファイル名はsp-antisym.nc, sp-sym.ncで、それぞれ赤道反対称成分、赤道対称成分を格納する。変数名はsd(spectral density)。

バックグラウンドスペクトルの計算

• wavenum_freq_2_1.rbを使う
• 出力ファイル名はsp-bg.nc。変数名はsd(spectral density)

スペクトルの計算

• wavenum_freq_2_2.rbを使う
• 出力ファイル名はそれぞれsp-antisym-per-bg.nc, sp-sym-per-bg.ncで、それぞれ赤道反対称成分をバックグラウンドスペクトルで割ったもの、赤道対称成分をバックグラウンドスペクトルで割ったものを格納する。変数名はsd(spectral density)

描画例

• NOAA Interpolated Outgoing Longwave Radiationのデータを1980年から1984年まで使用。

バックグラウンドスペクトル

sp-bg.rb

赤道反対称成分をバックグラウンドスペクトルで割ったもの

sp-antisym-per-bg.rb

赤道対称成分をバックグラウンドスペクトルで割ったもの

sp-sym-per-bg.rb