用Python下载ERA5简单粗暴教程

yuan_ys

Python下载ERA5数据简单粗暴教程

Author: Syy, IAP, China.

2019.6.16

       写在前面的话：对不起大家，这气象家园上传图片我是真搞不懂。所以，下面可见的就只有文字，图文并茂的内容放在附件pdf文件里；附件还有个test.py文件，也就是下载ERA5的py文件。

       话不多说，直接上干货。本文主要从Python安装，到最后用py文件批量下载ERA5数据进行介绍（步骤非常详细，小白可以掌握的！）。

一．       Python安装

网上有很多Python安装包，平时大家说的是直接到Python官网下载，这个包比较小（优点），其他需要用到的库都要自己进行下一步安装（缺点）。我要说的是Anaconda，这是Python的一个科学计算发行版，内置了数百个Python常用库，包括做机器学习或数据挖掘的库等。它自动集成了最新版的MKL（Math Kernel Library）库，能加速矩阵运算和线性代数运算（emm这里不看也罢，看不懂也没关系，反正下ERA5用不到这些，但会用到conda，优点一会儿再说，总之就按步骤下吧！）。

Python安装步骤：

（1）    清华大学网站下载Anaconda国内镜像：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/archive/

根据操作系统windows，mac或linux下载最新版本（下拉到最底）Python3.x版。（也可以去Anaconda官网下载https://www.continuum.io/downloads）

（2）    安装Anaconda

（3）    确认Anaconda能调用Python

安装完Anaconda之后，开始菜单会出现Anaconda文件夹（like this）：

我们接下来会用到Anaconda Prompt和Spyder。

点击Anaconda Prompt，会出现命令行窗口。输入python，回车，出现如下界面（不报错）即可。

试用python命令：输入print（‘You are excellent！’），回车，屏幕正常输出不报错即可。

退出python，调用ipython：输入exit（），回车，退出python；输入ipython，回车出现如下界面（不报错）。

试用ipython命令：输入print（‘You are excellent！’），回车，屏幕正常输出不报错即可。

至此，上面步骤没有任何问题的话，恭喜你已经成功安装好Anaconda/Python！

二．       下载ERA5

（1）    在Climate Data Store（CDS）注册账号并登陆，网址https://cds.climate.copernicus.eu/user/register?destination=%2F%23!%2Fhome

（2）    安装CDS API ：

这一步就体现出Anaconda的优势了！当然其实是因为有conda。欧洲中心官网是这么介绍（https://confluence.ecmwf.int/display/CKB/How+to+install+and+use+CDS+API+on+Windows）的，很多字，但我们有Anaconda，所以就只需要看红框的内容就可以了！如下：

Emm。。。看不太清，自己去官网对应一下吧。总之步骤就是：

还是打开AnacondaPrompt，直接按官网指导，输入conda config --add channels conda-forge，回车；再输入condainstall cdsapi，回车。然后等待，会问你Proceed ([y]/n)?，你就输一个y，回车。然后就可以等它完成了（注意过程中要联网）！

至此，恭喜你已经完成CDS API的安装，距离成功又近了一步！

（3）    在这个目录下C:\Users\Username\ 新建一个txt文件，命名为.cdsapirc.txt。

（4）    确保已经登陆CDS之后，打开这个网址（https://cds.climate.copernicus.eu/api-how-to），复制你的API key（下图红框里的两行），并粘贴到那个.cdsapirc.txt文件中，保存，关闭。

（5）    将这个文件重命名为.cdsapirc.（即删除txt这三个字母，注意新命名的文件前后各有一个点），系统会提示文件不可用，点确定即可。完事儿就是这样：

（6）    好了，前期工作终于全部做完了，接下来正式开始下载ERA5！

进入CDS官网https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/home

搜索ERA5，再选择Datasets，会出现

选择你需要的资料，本文以ERA5 hourly data on pressure levels from 1979 to present为例。点进去，选择Download data，在这个页面选择你需要的pressure level,variable, time等，最后注意先accept the licence，然后Show API request。

打开Spider（开始菜单—Anaconda3--Spider），新建一个文件（本文命名为test.py），保存到Python安装目录。

将刚刚Show API request得到的代码复制粘贴到Spider程序的test.py文件中。把程序最后“download.nc”改成自己电脑上的路径和名称，分辨率也可以调一下，然后run就可以了。像这样，

OK，差不多已经算成功了。但是，这样下载只能按天或者月下，每次跑都要改时间，太麻烦了。那么有没有循环甚至可以并行的程序呢？有！网址在此https://github.com/jiangleads/Get_ECMWF_Data/blob/master/%E5%9C%B0%E9%9D%A2%E5%9C%BA_era5_cds.py

剩下的就靠自己去悟了！哈哈哈！（最好有点python的基础知识。。。）

yuan_ys

发现点文件.cdsapi.创建不成功是大家经常出现的问题，这个就去搜一搜你的系统如何创建点文件吧。另外有的电脑创建点文件就是出问题，这个时候可以尝试用另一台电脑创建成功后复制过去。

Effy_yue

太棒了楼主这里缺少个空格哇  conda install cdsapi

日絮宝贝

你好！请问安装好了Anaconda，就不用再安装Python了吧？Python安装目录应该在哪里？我按照上述操作，会出现报错：No module named cdsapi，但是前面conda install cdsapionda的操作已完成，请问为什么会出现这种情况呢？谢谢！

某某蒙

某某蒙 发表于 2019-12-16 22:53
想请问一下我在运行conda install cdsapi之后一直显示Solving environment: failed该怎样解决呀，谢谢！！
...

刚用这个conda config --set channel_priority flexible好像解决了

沈珩之

勿忘草 发表于 2019-6-21 11:10
一个很弱的问题，我在建.cdsapirc.文件的时候，它总是文本文件，没法变成不可执行文件。

你在查看文件的时候在文件夹里选择显示所有文件的扩展名，然后把.cdsapirc.txt的“txt”删掉就好

眼里有星辰

不顾一切 发表于 2019-10-14 10:51
您好，我想请问一下，我运行了最后的python程序，它显示is running，可是并没有数据下好，是还要继续等待吗 ...

你这个情况我也遇到了，问题是下载的数据太大，如果一次下载数据量超过2G就会这样，最后下载失败。

yuan_ys

纠正pdf文档里的一个小错误：第二.（2）部分，打开Anaconda Prompt之后，应该输入conda config --add channels conda-forge 。即add前面有两个短横线，pdf里面只写了一个，这样是会出错的。当然网站上就是两个短横线，我打字的时候少打了一个。

大圣遗音

大佬，顶上

yuan_ys

大圣遗音 发表于 2019-6-17 08:06
大佬，顶上

东拼西凑(捂眼)

zoeyyuanyuan

多谢分享haha

yuan_ys

zoeyyuanyuan 发表于 2019-6-17 09:19
多谢分享haha

别客气

独孤酒见

这是及时雨的节奏啊，点赞楼主！

yuan_ys

独孤酒见 发表于 2019-6-17 16:39
这是及时雨的节奏啊，点赞楼主！

嘻嘻~能顺利下载就好~

勿忘草

一个很弱的问题，我在建.cdsapirc.文件的时候，它总是文本文件，没法变成不可执行文件。

zoeyyuanyuan

勿忘草 发表于 2019-6-21 11:10
一个很弱的问题，我在建.cdsapirc.文件的时候，它总是文本文件，没法变成不可执行文件。

可以用编辑器创建，比如sublime text3