python计算散度

puck66

最近说计算一下uv风的水平散度，有metpy和windspharm两个库可以使用，无脑随便用其中一个就搞定了，不死心，又用另一个试了一下，结果惊讶的发现，两个库得到的结果不一样呃（这里是随便挑了700hPa演示，肉眼可见的不一样，此外，metpy计算的结果第一行和最后一行都是nan，而windspharm的结果没有nan），有木有哪位大佬给答疑解惑一下啊。捉急了。。。

脚本（导入库的部分没截了哈）

windspharm结果div_uv_array2

metpy结果div_uv_array1

edwardli

一个计算的是直角坐标系，另一个是球面波三角截断的。nan很简单：中央差分的时候，边缘的处理而已。理论上，边缘上“算不出来”。

puck66

edwardli 发表于 2024-11-26 20:06
很简单：中央差分的时候，边缘的处理而已。理论上，边缘上“算不出来”。

嗯嗯，，扫了一眼，计算结果差挺多的感觉~ 不知道哪个更靠谱了

edwardli

puck66 发表于 2024-11-26 21:49
嗯嗯，，扫了一眼，计算结果差挺多的感觉~ 不知道哪个更靠谱了

画出来。整体形势一样即可。毕竟直角坐标系是个准确值，球坐标系的是一定波数的合成，误差肯定是有的。
windspharm的计算公式【[backcolor=rgba(129, 139, 152, 0.15)]twodtooned_vrtdiv.f】：divspec(nm,i) = -(sqrt(float(n)*float(n-1))/rsphere)*scale*cmplx(br(m,n,i),bi(m,n,i))  
metpy的计算公式\nabla \cdot \vec{U} =  \frac{\partial u}{\partial x} + \frac{\partial v}{\partial y} 这实现了笛卡尔坐标中向量二维散度的典型方程的数值版本

puck66

edwardli 发表于 2024-11-27 08:31
画出来。整体形势一样即可。毕竟直角坐标系是个准确值，球坐标系的是一定波数的合成，误差肯定是有的。
...

好嗒，，谢谢old Li大佬，我研究看看

忽忽儿

我今天用ERA5资料用metpy算散度时，发现用uv风算的结果跟直接下载的散度资料都不一样最后到底怎么算散度才是对的呢？怎么看都差很多

puck66

忽忽儿 发表于 2025-2-8 13:37
我今天用ERA5资料用metpy算散度时，发现用uv风算的结果跟直接下载的散度资料都不一样最后到底怎么 ...

嗯，确实是有差异的。散度的话，大多数是自己算的哈