1 | %EOF_NCEP_SAIS calcule les EOFs et composantes principales du champs de temperature de surface en moyennes mensuelles climatologiques |
---|
2 | % (12 points temporels) |
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3 | % |
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4 | % le programme enregistre automatiquement les resultats du calcul |
---|
5 | % (attention: penser a changer le nom du fichier de sortie en cas de |
---|
6 | % modification de parametres du programme: domaine spatial, moyenne |
---|
7 | % temporelle effectuee: annee / mois, etc. parametre "nomfic" ci dessous) |
---|
8 | % |
---|
9 | % le programme permet egalement de visualiser les resultats. Voir le doc |
---|
10 | % .pdf joint pour l'interpretation de cette visualisation. |
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11 | % |
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12 | % Date: Avril-Mai 2008 |
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13 | % Auteur: juliette.mignot@locean-ipsl.upmc.fr |
---|
14 | % Contexte Ecole d'ete ENVI-STAT 2008 |
---|
15 | |
---|
16 | %+ |
---|
17 | % |
---|
18 | % module |
---|
19 | % ====== |
---|
20 | % |
---|
21 | % ``eof_NCEP_sais`` |
---|
22 | % |
---|
23 | % DESCRIPTION |
---|
24 | % =========== |
---|
25 | % |
---|
26 | % ``eof_NCEP_sais`` lit les fichiers |
---|
27 | % ``../DONNEES/lsmask_tropatl_PacandMedblancs.mat`` |
---|
28 | % et ``../DONNEES/skt.mon.tropatl.mat``. |
---|
29 | % |
---|
30 | % ``eof_NCEP_sais`` calcule ++blabla++ |
---|
31 | % |
---|
32 | % ``eof_NCEP_sais`` sauvegarde dans ``../DONNEES/eof_SSTmens_tropAtl30N-20S.mat``. |
---|
33 | % |
---|
34 | % Ces fichiers sont lus par ``Reg_serietemporelles.m_``\ . |
---|
35 | % |
---|
36 | % ``eof_NCEP_sais`` affiche trois figures : |
---|
37 | % - ++ |
---|
38 | % - ++ |
---|
39 | % - valeurs propres de la matrice de covariance |
---|
40 | % |
---|
41 | % ``eof_NCEP_sais`` sauve ces images dans ``./eof_SSTmens_tropAtl30N-20S_[123].eps``. |
---|
42 | % |
---|
43 | % ++ |
---|
44 | % |
---|
45 | % EXAMPLES |
---|
46 | % ======== |
---|
47 | % |
---|
48 | % :: |
---|
49 | % |
---|
50 | % >> tpacpandreg_startup |
---|
51 | % >> eof_NCEP_sais |
---|
52 | % |
---|
53 | % SEE ALSO |
---|
54 | % ======== |
---|
55 | % |
---|
56 | % tpacpandreg_startup.m_ |
---|
57 | % |
---|
58 | % .. _tpacpandreg_startup.m : tpacpandreg_startup.m.html |
---|
59 | % |
---|
60 | % initfig.m_ |
---|
61 | % |
---|
62 | % .. _initfig.m : initfig.m.html |
---|
63 | % |
---|
64 | % reg_seriestemporelles.m_ |
---|
65 | % |
---|
66 | % .. _reg_seriestemporelles.m : reg_seriestemporelles.m.html |
---|
67 | % |
---|
68 | % whorldmap.m_ |
---|
69 | % |
---|
70 | % .. _whorldmap.m : whorldmap.m.html |
---|
71 | % |
---|
72 | % colorbartype.m_ |
---|
73 | % |
---|
74 | % .. _colorbartype.m : colorbartype.m.html |
---|
75 | % |
---|
76 | % contlab.m_ |
---|
77 | % |
---|
78 | % .. _contlab.m : contlab.m.html |
---|
79 | % |
---|
80 | % TODO |
---|
81 | % ==== |
---|
82 | % |
---|
83 | % improve description |
---|
84 | % |
---|
85 | % tester la branche NetCDF |
---|
86 | % |
---|
87 | % EVOLUTIONS |
---|
88 | % ========== |
---|
89 | % |
---|
90 | % $Id$ |
---|
91 | % |
---|
92 | % - fplod 2009-08-25T10:40:16Z aedon.locean-ipsl.upmc.fr (Darwin) |
---|
93 | % |
---|
94 | % * modif commentaires liée au dernier chgt de Juliette |
---|
95 | % |
---|
96 | % - jmignot 2009-08-25 |
---|
97 | % |
---|
98 | % * chgt de noms de fichiers : ``EOF_ devient ``eof_`` |
---|
99 | % * remplacement de ``colorbar`` par ``colorbartype`` |
---|
100 | % parce pas beau ni en matlab ni en octave (dégradé, noir et blanc dans |
---|
101 | % les .jpg) |
---|
102 | % * contraintes sur les limites x et y de axes car matlab et octave ne |
---|
103 | % fixent pas les même limites par défaut |
---|
104 | % * utisation de ``contlab`` pour ++ |
---|
105 | |
---|
106 | % |
---|
107 | % - fplod 2009-08-21T15:04:16Z aedon.locean-ipsl.upmc.fr (Darwin) |
---|
108 | % |
---|
109 | % * as octave save default format is ASCII and no default extension |
---|
110 | % while matlab save default format is MAT v5 mat-file (little endian) and |
---|
111 | % default extension is ``.mat``, write more precise save instruction |
---|
112 | % |
---|
113 | % - fplod 2009-08-21T12:58:38Z aedon.locean-ipsl.upmc.fr (Darwin) |
---|
114 | % |
---|
115 | % * add header |
---|
116 | % * répertoire de données relatifs au répertoire courant |
---|
117 | % * suppression de ``clear all`` présent dans ``tpacpandreg_startup.m`` |
---|
118 | % * contournement pb octave pour ``contourf`` : |
---|
119 | % Dans le fil de discussion [Pkg-octave-devel] Bug#492223: octave3.0: contourf only accepts vector X and Y if same+++, |
---|
120 | % je comprends que j'ai affaire à un bug de octave 3.0 (donc à surveiller |
---|
121 | % pour les prochaines versions) qui ne veut pas faire de contourf si les |
---|
122 | % variables X et Y n'ont pas la même dimension et c'est le cas ici |
---|
123 | % (lat = 42x1, lon= 70x1 vue avec size). |
---|
124 | % http://lists.alioth.debian.org/pipermail/pkg-octave-devel/2008-July/004672.html |
---|
125 | % * sauvegarde des figures |
---|
126 | |
---|
127 | % |
---|
128 | %- |
---|
129 | % |
---|
130 | N=4; %nb d'EOF a tracer |
---|
131 | |
---|
132 | nomfic='eof_SSTmens_tropAtl' |
---|
133 | % mettre 'eof_SSTan_tropAtl' quand on travaille en moyennes annuelles. Ce |
---|
134 | % fichier sera rappele dans les programme de regression lineaire |
---|
135 | %% |
---|
136 | %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% |
---|
137 | %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% |
---|
138 | %%%% CHARGEMENT ET PREPARATION DES DONNEES |
---|
139 | %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% |
---|
140 | |
---|
141 | nannees=60; |
---|
142 | repertoire=[ '..' filesep 'DONNEES' filesep ] % a adapter a chaque cas: chemin d acces aux donnees |
---|
143 | |
---|
144 | % Mask |
---|
145 | %------ |
---|
146 | file='lsmask_tropatl_PacandMedblancs.mat' |
---|
147 | load([repertoire file]); |
---|
148 | ny=size(mask,1); nx=size(mask,2); % dimensions spatiales des tableaux |
---|
149 | |
---|
150 | % Data |
---|
151 | %-------- |
---|
152 | %SI .MAT |
---|
153 | repertoire2=[repertoire 'MAT' filesep] % a adapter a chaque cas: chemin d acces aux donnees |
---|
154 | file=['skt.mon.tropatl.mat'] |
---|
155 | load([repertoire2 file]); % chargement des donnees |
---|
156 | |
---|
157 | |
---|
158 | %SI NETCDF |
---|
159 | %repertoire2=[repertoire 'NETCDF' filesep]% a adapter a chaque cas: chemin d acces aux donnees |
---|
160 | % file=['skt.mon.tropatl.nc'] |
---|
161 | % f=netcdf([repertoire file],'nowrite'); |
---|
162 | % tab=f{'skt'}(:,:,:); |
---|
163 | |
---|
164 | |
---|
165 | tab=permute(tab,[2 3 1]);% permutation des dimensions pour organiser le tableau sous la forme [lat lon temps] |
---|
166 | |
---|
167 | |
---|
168 | %--------------------------------------------------- |
---|
169 | % MANIPULATIONS TEMPORELLES: MOYENNE ET ANOMALIES |
---|
170 | %--------------------------------------------------- |
---|
171 | |
---|
172 | % Construction de moyennes mensuelles saisonnieres |
---|
173 | %--------------------------------------------------- |
---|
174 | tab=reshape(tab,size(tab,1),size(tab,2),12,nannees); |
---|
175 | tab=squeeze(mean(tab,4)); |
---|
176 | |
---|
177 | % Construction des anomalies: on soustrait en chque point la moyenne temporelle totale |
---|
178 | %-------------------------------------------------------------------------- |
---|
179 | tab_mean=squeeze(mean(tab,3)); tab_mean=repmat(tab_mean,[1 1 size(tab,3)]); |
---|
180 | anom=tab-tab_mean; |
---|
181 | ntemp=size(anom,3); |
---|
182 | |
---|
183 | %------------------------------------------------------------- |
---|
184 | % MANIPULATIONS SPATIALES: PONDERATION, ZOOM GEOGRAPHIQUE |
---|
185 | %------------------------------------------------------------- |
---|
186 | |
---|
187 | % Pondération |
---|
188 | %---------------- |
---|
189 | %Si on veut éventuellement attribuer un poids différent aux différents |
---|
190 | %points spatiaux, on le fait ici. |
---|
191 | |
---|
192 | % Préparation du zoom géographique: sur le masque, j'identifie les points |
---|
193 | % supplémentaires que je veux éliminer pour le calcul (critère en longitude |
---|
194 | % et/ou latitude par exemple) |
---|
195 | %--------------------------------------------------------------------- |
---|
196 | limite_latS=-20; %limite du domaine d'etuade en latitude |
---|
197 | limite_latN=30; %limite du domaine d'etuade en latitude |
---|
198 | lat2D=repmat(lat,[1 size(mask,2)]); |
---|
199 | mask(lat2D>limite_latN&mask==0)=4; |
---|
200 | mask(lat2D<limite_latS&mask==0)=4; |
---|
201 | clear lat2D |
---|
202 | |
---|
203 | % Application du masque terre/mer pour pouvoir ensuite enlever les points de terre: on ne veut |
---|
204 | % travailler que sur l'océan |
---|
205 | %--------------------------------------------------------------------- |
---|
206 | mask3D=repmat(mask,[1 1 size(tab,3)]); |
---|
207 | tab(mask3D~=0)=NaN; |
---|
208 | |
---|
209 | % Elimination des points NaN |
---|
210 | %-------------------------------- |
---|
211 | anom=reshape(anom,ny*nx,size(anom,3)); |
---|
212 | maskr=reshape(mask,ny*nx,1); |
---|
213 | pt_val=find(maskr==0); |
---|
214 | Z=zeros(length(pt_val),ntemp); |
---|
215 | Z=anom(pt_val,:); |
---|
216 | % |
---|
217 | %% |
---|
218 | %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% |
---|
219 | %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% |
---|
220 | %%% DECOMPOSITION EN COMPOSANTES PRINCIPALES |
---|
221 | %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% |
---|
222 | |
---|
223 | %%% CALCUL DE LA MATRICE DE COVARIANCE ET DIAGONALISATION |
---|
224 | |
---|
225 | % Z est donc une matrice N(points spatiaux) x M(points temporels) de |
---|
226 | % moyenne temporelle nulle sur laquelle on va faire l'analyse en EOF |
---|
227 | |
---|
228 | % matrice de covariance: |
---|
229 | C = Z * Z'; |
---|
230 | % eval(['save ' repertoire 'MatCov_SST_tropAtl' num2str(limite_latN) 'N' num2str(limite_latS) 'S.asc C -ascii']) |
---|
231 | |
---|
232 | % diagonalisation |
---|
233 | [E,Lambda] = eig(C); |
---|
234 | % Lambda est la matrice diagonale des valeurs propres et E la matrice dont les colonnes sont les vecteurs propres correspondants. |
---|
235 | % Soit Z*E = E*Lambda |
---|
236 | % Les vecteurs propres sont appelés les EOF. Chaque EOF peut être considéré comme une carte de l'espace physique. |
---|
237 | |
---|
238 | |
---|
239 | %% |
---|
240 | %%%% calcul de la matrice donnant les pourcentages de variance |
---|
241 | Lambda = diag(Lambda); |
---|
242 | pctg_var = round(Lambda / sum(Lambda) * 1000) / 10; |
---|
243 | |
---|
244 | |
---|
245 | %On definit les composantes principales de Q comme la decomposition du signal decrit par Q sur les EOF E. |
---|
246 | |
---|
247 | P = Z' * E; |
---|
248 | |
---|
249 | %% |
---|
250 | %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% |
---|
251 | %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% |
---|
252 | %%% RECONSTRUCTION DES CARTES PHYSIQUES ET NORMALISATION DES |
---|
253 | %%% COMPOSANTES PRINCIPALES |
---|
254 | %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% |
---|
255 | |
---|
256 | %initialisation des tableaux de stockage finaux |
---|
257 | TABEOF=zeros(ny,nx,N); %TABLEAU FINAL DES CARTES PHYSIQUES |
---|
258 | PC=zeros(ntemp,N); %TABLEAU FINAL DES COMPOSANTES PRINCIPALES |
---|
259 | p_var=zeros(N,1); %TABLEAU FINAL DES COMPOSANTES PRINCIPALES |
---|
260 | |
---|
261 | % boucle sur les differentes EOF pour reconstruire les cartes, normaliser |
---|
262 | % et enregistrer dans le tableau final |
---|
263 | for i=1:1:N |
---|
264 | |
---|
265 | disp(strcat('normalisation, projection et trace de l eof',num2str(i))) |
---|
266 | |
---|
267 | pc = normalisation(P(:,end-i+1)); |
---|
268 | % |
---|
269 | tabeof_temp=E(:,end-i+1); |
---|
270 | tabeof=NaN+zeros(ny*nx,1); |
---|
271 | tabeof(pt_val)=tabeof_temp; |
---|
272 | tabeof=reshape(tabeof,ny,nx); |
---|
273 | %remarque: autre facon de calculer le tabeof: |
---|
274 | % tabeof=projection(pc,Q'); tabeof=reshape(tabeof,ny,nx); |
---|
275 | |
---|
276 | %%% enregistrement |
---|
277 | TABEOF(:,:,i)=tabeof; |
---|
278 | PC(:,i)=pc; |
---|
279 | p_var(i)=pctg_var(end-i+1); |
---|
280 | |
---|
281 | end; |
---|
282 | |
---|
283 | fullfilename=[repertoire nomfic num2str(limite_latN) 'N' num2str(limite_latS) 'S.mat']; |
---|
284 | if (run_octave == 0) |
---|
285 | save(fullfilename,'TABEOF','PC','p_var','lon','lat','mask','-v7'); |
---|
286 | else |
---|
287 | save('-v7',fullfilename,'TABEOF','PC','p_var','lon','lat','mask'); |
---|
288 | end |
---|
289 | clear fullfilename; |
---|
290 | |
---|
291 | %% TRACE |
---|
292 | |
---|
293 | close all |
---|
294 | %parametres geographiques des graphes |
---|
295 | geo=[-100 20 -30 30]; %[lonmin lonmax latmin latmax]; |
---|
296 | yti=[-30:10:30]; xti=[-100:30:20]; %labels de latitude et de longitude |
---|
297 | %niveaux de couleurs |
---|
298 | lev=[-2:.02:2]; |
---|
299 | clip_lev=[-0.06 0.06] |
---|
300 | |
---|
301 | figure(1); |
---|
302 | initfig; |
---|
303 | figure(2); |
---|
304 | initfig; |
---|
305 | |
---|
306 | for i=1:4 |
---|
307 | |
---|
308 | %subplot(4,2,2*i-1) |
---|
309 | ifigure=1; |
---|
310 | figure(ifigure); |
---|
311 | subplot(2,2,i) |
---|
312 | if (run_octave == 0) |
---|
313 | x=lon; |
---|
314 | y=lat; |
---|
315 | else |
---|
316 | [x,y]=meshgrid(lon,lat); |
---|
317 | end |
---|
318 | z=squeeze(TABEOF(:,:,i)); |
---|
319 | contourf(x,y,z,lev); |
---|
320 | caxis(clip_lev) |
---|
321 | hold on |
---|
322 | whorldmap |
---|
323 | % limites geographies et labels de longitude et de latitude |
---|
324 | ylim([geo(3) geo(4)]) |
---|
325 | xlim([geo(1) geo(2)]) |
---|
326 | set(gca, 'Xtick', xti, 'Ytick', yti) |
---|
327 | if (run_octave == 0) |
---|
328 | [longstr, latstr] = contlab(xti, yti); |
---|
329 | set(gca, 'Xticklabel', longstr, 'Yticklabel', latstr) |
---|
330 | end; |
---|
331 | xlabel('longitude') |
---|
332 | ylabel('latitude') |
---|
333 | |
---|
334 | %titre de la figure |
---|
335 | title([num2str(p_var(i)) '%']) |
---|
336 | |
---|
337 | %barre de couleur |
---|
338 | if (run_octave == 0) |
---|
339 | hpal=jet(100); %carte des couleurs: du bleu au rouge par defaut. |
---|
340 | pos1=get(gca,'Position') |
---|
341 | pos=[pos1(1) pos1(2)-.075 pos1(3) .013]; |
---|
342 | colorbartype(pos,lev,1,clip_lev,hpal,0); |
---|
343 | title('degC') |
---|
344 | else |
---|
345 | colorbar('East') |
---|
346 | end; |
---|
347 | |
---|
348 | % sauvegarde de la figure |
---|
349 | printer='eps'; |
---|
350 | print_printer=['-d', printer]; |
---|
351 | fullfilename=['.' filesep nomfic num2str(limite_latN) 'N' num2str(limite_latS) 'S_' , num2str(ifigure) '.' printer]; |
---|
352 | print(print_printer,fullfilename); |
---|
353 | clear fullfilename; |
---|
354 | clear printer; |
---|
355 | |
---|
356 | %subplot(4,2,2*i) |
---|
357 | ifigure=2; |
---|
358 | figure(ifigure); |
---|
359 | subplot(2,2,i) |
---|
360 | plot(PC(:,i),'x-') |
---|
361 | title(['composante principale correspondante (normalisée)']) |
---|
362 | hold on |
---|
363 | plot([1 ntemp],[0 0],'k') |
---|
364 | xlim([1 ntemp]) |
---|
365 | xlabel('mois') |
---|
366 | % |
---|
367 | % sauvegarde de la figure |
---|
368 | printer='eps'; |
---|
369 | print_printer=['-d', printer]; |
---|
370 | fullfilename=['.' filesep nomfic num2str(limite_latN) 'N' num2str(limite_latS) 'S_' , num2str(ifigure) '.' printer]; |
---|
371 | print(print_printer,fullfilename); |
---|
372 | clear fullfilename; |
---|
373 | clear printer; |
---|
374 | end; |
---|
375 | |
---|
376 | % Graphe pourcentages de variance expliqué |
---|
377 | ifigure=3; |
---|
378 | figure(ifigure); |
---|
379 | bar(flipud(pctg_var)) |
---|
380 | xlim([0 10]) |
---|
381 | title('valeurs propres de la matrice de covariance') |
---|
382 | ylabel('% de variance expliqué') |
---|
383 | xlabel('indice du vecteur propre') |
---|
384 | |
---|
385 | % sauvegarde de la figure |
---|
386 | printer='eps'; |
---|
387 | print_printer=['-d', printer]; |
---|
388 | fullfilename=['.' filesep nomfic num2str(limite_latN) 'N' num2str(limite_latS) 'S_' , num2str(ifigure) '.' printer]; |
---|
389 | print(print_printer,fullfilename); |
---|
390 | clear fullfilename; |
---|
391 | clear printer; |
---|