《用C语言开发的气象常用参数和物理量计算函数库》文献C代码的Python封装

eeeee

今天在@astiny 的帖子中了解到了《用C语言开发的气象常用参数和物理量计算函数库》这篇有点古老的文献，花了些时间把C代码整理出来再用cython包装成python可以使用的模块。由于很多物理量的计算都需要迭代，用Python重写在速度上会有很大的劣势，而编译好的模块在Python中使用则可以体验到C一般的速度。



安装方法（需要C编译器）：

1. python setup.py build_ext --inplace

复制代码

在此目录新建Python解释器，即可import编译好的库。也可以把编译好的pyd文件放到你需要的地方作为模块import。

计算沙氏指数示例：
使用原始函数：

1. >>> import pyqxmath as pq
   
2. >>> pq.showalter_index(16.6, 0.6, -15.9)
   
3. 1.099999999999886

复制代码

使用numpy.vectorize类进行函数的向量化，因此可以支持numpy.ndarray的直接运算。
使用向量化函数：

1. >>> import pyqxmath as pq
   
2. >>> import numpy as np
   
3. >>> t8 = np.array([16, 17, 18])
   
4. >>> td8 = np.array([2, 1, 0])
   
5. >>> t5 = np.array([-16, -17, -18])
   
6. >>> pq.vect.showalter_index(t8, td8, t5)
   
7. array([ 0.56  , -0.48  , -1.5456])

复制代码

向量化函数和原始函数的名字是相同的。

可供Python使用的函数在pyqxmath.pyx中定义，由于文献中的函数名基本由拼音缩写而来，我在包装的过程中一般都会将其重命名成英文单词的组合，以方便记忆。函数的具体用法请参见paper文件夹里面的pdf文献。

目前可用的函数：

lcl_temperature, saturated_vapor_pressure, equivalent_potential_temperature, potential_temperature, total_air_energy_surface, total_air_energy, dewpoint_from_e, specific_humidity, relative_humidity, condensation_function, moist_lapse, water_vapor_flux, wind_to_uv, uv_to_wind, showalter_index, richardson_number, k_index


目前这个模块还处于非常早期的开发阶段，未来的计划有：

• 支持原C库中所有计算函数
• 支持numpy array的运算
• 完善函数的注释
  

备注：
由于原文献扫描质量较差，可能会有（很多）排版的bug，如遇到计算不合理的地方，请参考paper文件夹里的pdf进行修改并重新编译。

Github链接回复可见，祝大家使用愉快！再次感谢@astiny 提供的文献！

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astiny

超高速开发海星

eeeee

astiny 发表于 2019-6-3 21:07
超高速开发海星

只用誊抄代码，不用自己想其实还是很快的

qxtlyf

好好学习，谢谢了

小其其格

你为何，如此突出？

阿凡达

楼主威武

又是那隻貓

楼主棒棒的

随缘

楼主的工作很好

werewolf

nice, 大佬

chongzika

大佬就是大佬