NCL的安装

Hello大家好~刚刚整理电脑里的东西,发现前些阵子写毕业论文的间歇自己瞎整理的一些文件。
大气科学本来就是门很小众的学科,NCL这种只有我们气象人使用的软件,可以用来自学的材料更是少之又少。我本人大二的时候自学这个软件真的步!履!维!艰!正好大四写毕业论文又捡起来了它,在导师强迫症下使用了这个软件画图上的各种函数各种参数,3个月以来把网站都翻烂了。可惜工作没有从事本专业相关的岗位,所以恐怕以后再也不会用啦!趁着现在还没忘光,希望能整理出一些学习思路和主要知识点,能让大气科学的学弟学妹们更容易上手这个软件~

NCL简介


想学NCL,首先你得知道NCL是个啥玩意儿?

NCL (NCAR Command Language) 是一款专为大气科学设计的数据分析和可视化程序设计语言。

官方网站: http://www.ncl.ucar.edu

好的嘛,以上是很官方的解释。个人理解:NCL = 画图软件


NCL有什么好处?我们为什么要学习NCL呢?

就目前来讲,我们学气象使用的画图工具主要有三种,分别是Matlab,GrADs和NCL。

Matlab的好处很明显,使用的人多,相对教程也比较多,但它并不是气象专用的,如果要叠加地图之类的会比较麻烦,而且,占!用!空!间!非!常!大!一个Matlab完全安装下来十几个G的空间还是需要的,对电脑来说是个相当高的负荷。

而GrADs和NCL就不一样了,占用空间非常小,计算和出图速度也会快很多。为什么我建议大家一开始就学习NCL而不是grADs?原因一,NCL画出来的图好看,GrADs巨丑!原因二,老师们爱用NCL,而且刚开始学习GrADs的同学到后来(毕业论文)还是要学NCL,摊手,我一开始就学的NCL诶嘿嘿嘿,虽然是因为GrADs没有mac版本才选择的NCL。原因三,服务器是Linux系统,只有装NCL。

(刚刚查了一下,貌似GrADs也有linux和mac版本???)

NCL画出的图:

Fig.1.NCL (图片来源于我的本科毕业论文)

GrADs画出的图:

Fig.2.grads (图片来源于网络)

NCL大概要怎么用呢?安装好以后,打开电脑的Terminal/终端/Shell。

然后,主要有两种使用NCL的方式。

一种是交互模式:交互模式类似于使用Matlab的命令行,需要用户一行命令输入进去,回车,执行,再输入一行,回车,执行。

交互模式的使用:输入ncl,按回车即可进入NCL交互模式。
如果出现如下提示即成功。

Fig.3.NCL交互模式

一种是Batch模式:Batch模式就是把NCL代码全写好存在.ncl的文件中,然后一次性执行整个文件中的代码。

Batch模式的使用:输入ncl + [相对/绝对路径] + [NCL程序名(.ncl结尾)]

Fig.4.NCL Batch模式

NCL的安装

  • NCL的安装主要分为以下几个步骤:

    1. 安装XQuartz
    2. 安装gcc和gfortran
    3. 安装NCL

1.安装XQuartz

  • XQuartz是什么?

    简单来说就是一个图形系统。XQuartz是X Window系统,可以让你的屏幕显示图形,是X11软件的开源版本,可以在OS X系统上运行。

    我们是要画图的嘛,没有这个图形系统就画不出图,就这么简单粗暴的解释hhhhh

  • 如何安装XQuartz?

    一般来说OS X系统安装盘里自带了X11软件,但是根据度娘的说法,从10.8版本以后都不在安装盘提供了。所以,不是所有人都要手动安装XQuartz。

    XQuartz安装文件下载地址: www.xquartz.org

    .dmg文件,如果告诉我不会安装你就去面壁吧!安装好了就可以把安装包删了呦~

  • 如何检查你的电脑上是否有安装X11软件?

    可以打开Terminal输入:

    ng4ex xy01n -clean
    

如果电脑上已有X11软件,此时会自动启动一个画着XY图的窗口。

如果没有窗口弹出或者出现报错,你需要重新下载并安装XQuartz。地址见上条。

2.安装gcc和gfortran

  • 为啥要安装gcc,gfortran?

    NCL的执行有时候依赖于gcc和gfortran。说白了就是NCL是由C语言和Fortran语言编写的,需要有这两种语言的编译器,所以需要gcc和gfortran。

  • 如何检查电脑上是否有安装gcc和gfortran?

    打开Terminal输入:

    which gcc
    which gfortran
    gcc --version       // 查看gcc版本
    gfortran --version  // 查看gfortran版本
    

    下图为已安装gcc和gfortran的结果:

Fig.5.已安装GCC/GFortran
  • 如何安装?

    什么??你都要开始用NCL了我不信你没用过gcc和gfortran!
    gcc和gfortran下载地址:http://hpc.sourceforge.net/

3.下载和安装NCL

在这一步中,你需要:

  1. 选择合适自己系统的NCL文件并下载安装
  2. 设置环境变量,使其指向你的NCL安装路径
  3. 测试NCL是否安装成功
  • 如何选择合适的NCL文件?

    请打开Terminal并输入:

    sw_vers -productVersion
    uname -m
    

    结果如:

Fig.6.查看所需版本

意味着你需要下载: ncl_ncarg-6.4.0.MacOS_10.11_64bit_gnu540.tar.gz

所有的NCL二进制源文件都在 Earth System Grid https://www.earthsystemgrid.org/dataset/ncl.html中列出。

目前最新的版本是 NCL 6.4.0 binaries

找到你需要的版本,下载吧~

  • 如何安装NCL二进制文件?

    首先需要确定的是,你想把文件安装在哪里。

    比如你想安装在/usr/local/ncl-6.4.0这个文件夹中:

    那么首先你需要创建这个文件夹:

    mkdir /usr/local/ncl-6.4.0          // mkdir 创建目录
    

    然后将安装文件解压缩到目标文件夹中,注意当前路径问题:

    // tar -zxf <安装文件> -C <想要安装到的目录>
    tar -zxf ~/ncl_ncarg-6.4.0-MacOS_10.12_64bit_gnu530.tar.gz -C /usr/local/ncl-6.4.0
    
  • 如何设置环境变量,使其指向NCL路径?

    打开Terminal,输入:

    ls -a ~/        // 显示home路径下所有隐藏文件目录
    

    你会看到一个名为.bash_profile的文件。打开这个文件(可利用命令open .bash_profile),在文件最后加上以下两行命令:

    export NCARG_ROOT=/usr/local/ncl-6.4.0
    export PATH=$NCARG_ROOT/bin:$PATH
    

    注意,其中第一行的/usr/local/ncl-6.4.0不是固定的,要看你上一步安装在哪里,记得替换!

    修改后记得command+s保存,并重启Terminal使其生效。一定要记得重启!关掉!再重新打开!不然没有用!

    Ok~环境变量修改好啦!

  • 如何测试是否安装好?

    再问一次,设置了环境变量以后,你的Terminal重启了嘛?重启了嘛?不重启的话,刚刚的设置没有生效,你会以为自己安装出现了问题,启动不了NCL哦~

    重启后,输入:

    ng4ex gsun01n -clean
    

    好啦~ 如果出现了图形界面,证明你已经安装成功!可以尽情"享受"美妙的NCL了~

    如果仍有问题,建议你自己去官网上对照各种报错看一下~ 学会看软件的说明文档是一个程序猿/媛必备的素质,一边看还能提高英语能力呢!(嗯对我就是懒得继续写那些错误的解决方法了!)

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