运用cost733进行基于T-mode PCA的天气分型

SunJiaming

近来使用cost733做天气分型，深感参考资料之稀缺，故在此立贴，将自己使用该软件的过程记录下来。============================================================

首先，cost733是什么，引用用户手册的中的introduction，
'cost733class is a FORTRAN software package focused on creating and evaluating weather and circulation type classifications utilizing various different methods. The name refers to COST Action 733 which has been an initiative started in the year 2005 within the ESSEM (Earth System Science and Environmental Management) domain of the COST (European Cooperation in Science and Technology) framework. The topic of COST 733 is "Harmonisation and Applications of Weather Type Classifications for European regions". cost733class is released under GNU General Public License v3
(GPL) and freely available.'

简单来说，cost733就是一个欧洲的机构COST开发、代号733（研究天气分型的项目代码）、基于Fortran语言编写的软件。
cost733的运行环境是linux，不过现在已经停止更新了
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参考了家园中几位大佬的帖子，持续更新中：
运行软件参考：
http://bbs.06climate.com/forum.p ... p;highlight=cost733
http://bbs.06climate.com/forum.p ... p;highlight=cost733
http://bbs.06climate.com/forum.p ... p;highlight=cost733
安装软件参考：
http://bbs.06climate.com/forum.p ... p;highlight=cost733

SunJiaming

暂不赘述cost733的安装过程，如安装成功，可执行程序cost733class的位置在/cost733/src中。
运行命令
$cd cost733

有一个名为slp.dat的文件，应该是cost733提供的示例数据
我把slp.dat放在附件里，欢迎大家使用。

SunJiaming

打开/cost733/src:
$ cd cost733/src

执行T-mode PCA:
$ ./cost733class -dat pth:/home/ubuntu/slp.dat  -met PTT -ncl 9 -cla /home/ubuntu/data/PCT_1.cla -idx PCT_1
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每个部分的含义：
-dat pth:  
#进行T-PCA的文件路径，最好提前处理成ASCII文件，netcdf文件有时会遇到很多问题
-met PTT
#执行T-PCA，PTT的全称是t-mode principal component analysis using orthogonal rotation，还有一种方式是-met PCT，而PCT的全称是t-mode principal component analysis using oblique rotation，我不是很清楚两者的区别，粗浅地觉得PTT是正交变换，PCT是斜交变换
-ncl 9
# 天气分型的数量，default=9
-cla
# 分型的输出结果
-idx
# 这部分没看懂，直接上手册原文
Output base name for scores (*.sco), loadings (*.ldg), explained variances (*.exv) and total variance(*.tvr) of the rotated principal components (step 6), correlation values (*.cor) of original data and subset scores (step 7) and subset classifications (*sub.cla).

SunJiaming

awk查看slp.dat的大小：

$ awk 'END{print NR, NF}' /home/ubuntu/slp.dat

NR是行数，NF是列数，slp（time, lat*lon）的输出结果为3288，187，意味着从2000年1月1日至2008年12月31日，共有3288次逐日观测，187个格点的数据
而PCT_1.cla的输出结果：

$ cat PCT_1.cla

因为我们执行分型时没有规定slp.dat的时间信息，所以分型结果就是每个时间点（如3283），都对应着一个天气分型结果（4型）
在给每种天气分型画环流形势时，只需要将某一种天气型对应的时间点筛选出来，根据这些时间点去找相应的数据，时间平均数据后画图即可

canghaidie

ERROR: cannot open file home/extr/slp.dat !
是什么原因？

SunJiaming

canghaidie 发表于 2023-7-18 17:19
ERROR: cannot open file home/extr/slp.dat !
是什么原因？

不好意思啊，我也不太懂，我猜可能是文件路径的问题

omit

你好，还想请问一下应用PCT方法分型后怎么计算每个型对应的解释方差，是对十个子集求平均吗？还想请问是怎么确定最佳分型数量的问题？是应该看EVA的最大值还是EVA差值的最大值呢？谢谢

SunJiaming

omit 发表于 2023-9-22 21:56
你好，还想请问一下应用PCT方法分型后怎么计算每个型对应的解释方差，是对十个子集求平均吗？还想请问是怎 ...

应该是每个分型对应一个EVA，最佳分型应该是EVA差值最大对应的分型，总结部分有个帖子说得挺好，可以看看。至于具体咋算，其实我也不懂，只是按照手册去算的

omit

我不是很理解为什么分型越多求出来的解释方差还越小，不知道是不是我的理解有问题

SunJiaming

omit 发表于 2023-9-24 10:11
我不是很理解为什么分型越多求出来的解释方差还越小，不知道是不是我的理解有问题

有可能，毕竟最佳分型是解释方差之差对应的最佳分型，分的越多，类型之间差异可能更小