Manuel d`utilisation de MIMOSA
Contents
1. 12 HG F rmat d s fichiers 9 77 2 12 11 6 1 Fichiers de champs de PV temp rature et vent 12 Fichiers SAS en ne en en ea 13 IV Outils IDL de lecture et tra age des sorties MIMOSA ss 13 IV 1 Liste des programmes fournis 2 22 566 14 IV 2 Lecture des fichiers 0 14 IV 3 Tracag des CONCOURS nn 3 311 1 0 14 IV 4 Tracage des surfaces de volume viissecceasssesntcasdontealcauanccvegasteadasansdiaiensasdsesancsion nitnn siens eee dit ee sins 16 11111111111 17100 18 7 1 111 0 18 V2 Script convert PNG to VIDEO Shine efoto 19 ANNEXE ee ei te et ta r a ES 21 Exemples de trac s avec Mimosa2. 7 0 0 0 3 3 33 3 333 3130 1 0 0 3 LA Dossier de 3 333 3 1 131313313 1 4 1 2 Compilation de MIMOSA 5 I R cup ration des donn es d initialisation ss 6 11 1 Donn es en niveaux pression mimosa_ecmwf_ECMR sh ccscccesscecsscecesseecsseeeesseeeeseeeesseeeeses 7 11 2 Donn es en niveaux mod le mimosa_ecmwf_grib sh 2202 202020200222006666 6 8 0 733 7 77 57 117 9 run Ed a a ma aa 11 71 17 0 11 US Namelist config L89 123 2222 22222222222222226622066666 6 656 12 W4 Namelistoutp t L127 a LISI 77 7 77 7 12 D marrer une simulation 2 2 262226229
3. Manuel d utilisation de MIMOSA CENTRE NATIONAL D TUDES SPATIALES d veloppements M A Drouin N Huret R Thi blemont R dig par M A Drouin N Huret LPC2E piostitut i jerre Maintenance C Boonne Simon Laplace 20 05 2010 Cr ation version 8 0 Modification de la partie Il suite la modification des scripts 19 09 2011 Modification de la partie IV suite la modification des programmes IDL Version 8 1 Ajout de la partie V Autres outils 05 12 2011 Ajout du cas du compilateur INTEL dans la partie 1 1 Pr requis 17 12 2012 Mise jour code Mimosa version 8 1 ON cast I de nn 5 2 1 Rien 3 3 117 111 0 2 l Installation amp compilation 0 111 1 0 3 1 1 Pr FEQUIS 422500665 8 3 1 1 1 Installation de jasper 3377 7 1 111
4. YEAR2 est l ann e du dernier fichier voulu MONTH2 est le mois du dernier fichier voulu DAY2 est le jour du dernier fichier voulu ML_LEVELS est la liste des niveaux pressions voulus Attention ne pas oublier les entre chaque niveau et ce que les niveaux apparaissent dans l ordre d croissant M_STEP est la dur e en heure entre deux fichiers Cette variable ne peut prendre que deux valeurs 6 ou 12 M_RESOL est la r solution en latitude et en longitude de la grille voulue M_CLASS permet de d finir de quel mod le ECMWF proviendront les donn es op rationel ERA INTERIM ou ERA 40 M_LONG_MAX est la valeur maximale de la longitude de la grille 360 M_RESOL M_STREAM identifie le syst me de pr vision utilis pour g n rer les donn es M_TYPE d finie si on veut des donn es analys es ou pr visionnelles Une fois les donn es pr par es il y a deux possibilit s Sauvegarder les donn es sur la zone ECSCRATCH du compte ECMWF utilis dans un dossier nomm MIMOSA annee_du_premier_fichier Si ces dossiers n existent pas le script va les cr er Envoyer les fichiers cr s en utilisant le syst me ECTRANS de ECMWF Dans ce cas il faut aussi fournir le nom de la GATEWAY et de la DESTINATION La GATEWAY est en g n ral ecaccess ecmwf int La destination doit tre configur e en fonction de chaque utilisateur voir la documentation du syst me ECTRANS Ces options sont activ es si on leur att
5. potentielle Lait 1993 A partir d une date de d part d une date de fin et d un pas de temps cette fonction va rechercher dans un dossier donn tous les fichiers qui ont la m me date Ce programme requiert au moins les param tres suivant Le chemin du dossier contenant les sorties MIMOSA Le chemin du dossier o les images PNG vont tre enregistr es Uann e du premier fichier Le mois du premier fichier Le jour du premier fichier Uheure du premier fichier 16 L ann e du dernier fichier Le mois du dernier fichier Le jour du dernier fichier L heure du dernier fichier Le pas de temps entre deux fichiers en heures La valeur de temp rature potentielle 4 qui va tre utilis e pour normaliser la temp rature 9 potentielle avec la formule JaitPV PV 0 La valeur de laitPV pour laquelle la surface va tre trac e L h misph re sur laquelle va tre trac e le volume N pour l h misph re nord et S pour l h misph re sud Ce programme accepte les options suivantes LAT_MIN ce mot cl permet de choisir pour quelle latitude minimum va tre calcul es la surface Par d faut le calcul se fera entre 60 N et 90 N pour un trac sur l h misph re NORD et entre 60 N et 90 N pour un trac sur l h misph re sud RESOLUTION Ce mot cl permet de choisir la r solution de l image de sortie Par d faut la valeur est 2048 1536 MIMOSA lait PV normalized wit
6. 925 900 875 850 5825 800 775 750 700 650 550 500 450 400 350 300 250 22 78 5 200 175 150 125 100 70 50 30 20 10 7 5 3 2 1 79 80 PASLAT and PASLONG define the horizontal resolution of the ECMWF grid 81 gt resolution along latitude 82 paslat 1 125 83 gt resolution along longitude 84 paslong 1 125 85 86 LATMINECMR and LATMAXECMR define the minumum and maximum latitude of ECMNF grid 871 gt minimum latitude 88 latminecmr 90 89 gt maximum latitude 90 latmaxecmr 90 91 92 93 CONFIGURATION OF THE SIMULATION 94 95 amp config 96 1 gt 97 NDEG defines the number of MIMOSA grid points per degree of latitude and longitude 98 gt value should be 3 or 6 99 ndeg 3 100 101 NLIS2D defines the number of points use for the smooth 102 Nlis2D 8 103 104 NHGRID defines the number of hours between two call to regrid 105 nhgrid 6 106 107 NWRITE defines the number of hour between two outputs of PV files 108 nwrite 6 109 110 NHMOD defines the number of hours between two ECMWF files 111 nhmod 12 112 113 NHRELAX defines the number of hours of relaxation time 114 nhrelax 240 115 116 NPRHMOD defines the hour of the first ECMWF file 117 nprhmod 0 118 119 NPRWRITE defines the first hour of PVF file 120 nprwrite 0 121 122 Explicit di
7. C est dans cette partie que sont d finies les variables qui caract rise la simulation La variable zone sert a d finir la zone g ographique sur laquelle va tre r alis e la simulation En fonction de la zone choisie le nom des fichiers de sorties va varier sizone 1 o fichiers de sortie du type pvn tn un vn sizone 2 fichiers de sortie du type pvs ts us vs sizone 3 fichiers de sortie du type pvg tg ug vg 111 2 Namelist grid L57 L85 Cette namelist permet de d finir la grille des donn es ECMWF qui vont tre lu par MIMOSA La seule variable qui peut poser probl me est pres Celle ci ne n cessite d tre d fini uniquement dans le cas o la variable intype 1 L23 c est dire que l on utilise une initialisation de MIMOSA en niveaux pression Dans ce cas la variable pres doit contenir la liste des niveaux de pression par ordre d croissant chaque valeur tant s par e par une virgule Dans le fichier source mimosa f95 la variable pres a t d finie pour recevoir jusqu a 50 valeurs Si dans le futur ECMWF augmente le nombre de niveaux pression de leur mod le il faudra augmenter la taille de ce tableau Une augmentation de la taille de ce tableau n impliquerait pas d autres changements dans les sources de MIMOSA 11 111 3 Namelist config L89 L123 Dans cette namelist on peut activer ou non la diffusion explicite dans MIMOSA variable indifexpl L120 pour l activer
8. tre ex cut e doit contenir un dossier ECMR qui va contenir les donn es de la mani re suivante Ce dossier contient les fichiers ECMR de janvier 2001 ex D01120500 ECMR Ce dossier contient les fichiers ECMR de janvier 2001 ex D01010500 ECMR Les fichiers ECMR ont un format DYYMMDDHH ECMR Si on veut r aliser une simulation partir initialis e avec des donn es en niveaux mod le le dossier o la simulation va tre r alis e doit contenir un dossier GRIB qui va contenir les donn es de la mani re suivante GRIB Ce dossier contient les fichiers grib de d cembre 2001 Ex Ce dossier contient les fichiers grib de janvier 2001 Ex D01010812 grib D01122406 grib Les fichiers au format GRIB ont un format DYYMMDDHH grib Le dossier o on ex cute la simulation doit aussi contenir le dossier dans lequel vont tre stock les r sultats de MIMOSA Ce dossier aura la forme RUNXX o XX est le num ro de la simulation choisi dans pour la variable dans input namelist cf partie 111 4 Par exemple si nrun 6 les sorties MIMOSA seront enregistr s dans le dossier RUNO6 1 2 Compilation de MIMOSA La compilation de MIMOSA est r alis e gr ce au Makefile Dans l archive fournie quatre makefile sont disponibles Un par compilateur avec lequel la compilation du mod le a t test e gfortran version 4 1 2 et 4 4 0 pgf95 e
9. 4384 1 3491 6 2599 1 1706 5 814 0 78 6 971 1 1863 6 2756 2 3648 7 4541 2 5433 8 6326 3 7218 8 8111 4 9003 9 Pour cette image on a laiss le programme choisir seule les couleurs et les niveaux des contours remplis mais les options suivantes ont t activ es NO_FILL_LEVELS 5000 3000 0 3000 5000 NPALETTE 8 LAT_RANGE 90 90 CYLINDRICAL 1 22 Exemples de trac s avec mimosa_plot_t 1500 K MIMOSA Temperature K April 06 2011 12UT Pour cette image les options suivantes ont t utilis e LEVELS 200 FINDGEN 9 10 NO_FILL_LEVELS 230 FINDGEN 3 10 NPALETTE 3 SOUTH_AZIMUTHAL 280 0 270 0 250 0 240 0 230 0 220 0 210 0 200 0 23 1500 K MIMOSA Temperature K April 01 2011 12UT 45 0 45 90 10 ol Or Pour cette image on a utilis les options LEVELS 220 FINDGEN 13 5 NO_FILL_LEVELS 200 FINDGEN 9 10 NPALETTE 1 LAT_RANGE 30 30 CYLINDRICAL 24 Exemples de trac s avec mimosa_plot_wind 1500 K MIMOSA wind m s April 03 2011 12UT Les options suivantes ont t utilis es LEVELS FINDGEN 5 10 45 FINDGEN 12 5 CCOLORS INDGEN 4 127 4 152 INDGEN 12 255 152 12 NPALETTE 33 100 0 95 0 90 0 85 0 80 0 75 0 70 0 65 0 60 0 55 0 50 0 45 0 40 0 30 0 20 0 10 0 0 0 25 1500 MIMOSA wind m s April 05 2011 OOUT 90 45 0 45 PP 2
10. 54 55 wall_clock_limit 06 00 00 05 59 00 queue mn Settings Caracteristics of ECMWF Insp T U and V fields to retrive YEAR1 2011 Start year MONTH1 4 Start month DAY1 1 Start Day YEAR2 2011 End Year MONTH2 4 End month DAY2 30 End day M_LEVELS 60 Number of vertical levels M_STEP 6 Hour between 2 files only accept 6 or 12 M_RESOL 1 000 lon lat grid resolution M_LONG_MAX 359 000 max lon of the grid 360 M RESOL M_CLASS ei Class of model od ei e4 M_STREAM oper M_TYPE an type of data an fc What to do with the files created save on SCRATCH and or send them using ECTRANS M_ECTRANS 0 1 to send files using ECTRANS else 0 M_SCRATCH 1 1 to save the file in directory SCRATCH MIMOSA YEAR else 0 If use of ECTRANS see ECTRANS manual GATEWAY ecaccess ecmwf int ECTRANS gateway DESTINATION girafe_MIMOSA ECTRANS DESTINATION L exemple d ent te ci dessus permet la r cup ration des champs T U et V sur les 37 niveaux pression du mod le ERA INTERIM entre le 31 mai 2011 et le 1 juin 2011 toutes les 6 heures sur une grille de 2 de r solution en latitude et en longitude YEAR1 est l ann e du premier fichier voulu MONTH1 est le mois du premier fichier voulu O 00 AU RO ND DAY1 est le jour du premier fichier voulu
11. Tp mp yy 5 7 i gt Dy 0 gt ae gt gt gt gt gt PAP D a D gt 0 0 0 gt gt gt 7 gt gt 4 Pour cette image les options suivantes ont t utilis es LEVELS FINDGEN 6 20 LAT_RANGE 0 90 NPALETTE 0 LON_RANGE 100 100 CYLINDRICAL 100 0 26
12. advise to never use a framerate below 10 FPS M_FPS 10 Resolution of the video It doesn t matter if your images have a bigger resolution ffmpeg will take care of the convertion horizontal resolution M_XSIZE 1024 vertical resolution M_YSIZE 768 Description des param tres de configuration du script M_INDIR est le chemin du dossier contenant les images PNG que l on veut utiliser pour cr er l animation M_OUTDIR est le chemin du dossier dans lequel l animation va tre sauvegard e Pendant le traitement des images un dossier tmp sera cr dans ce dossier pour enregistrer les copies d images n cessaires a la cr ation de la vid o et le supprimera a la fin du traitement M_PATTERN permet de d finir la partie commune des noms des fichiers traiter Par exemple pour des images cr es avec mimosa_3d_vortex pour une surface de 15 pvu tous les fichiers auront en commun la partie mimosa_3D_vortex_15 M_VNAME permet de d finir le nom voulu pour l animation Il n est pas n cessaire d ajouter l extension mp4 le script s en occupe M FPS permet de d finir le nombre d image par seconde Pour des raisons de compatibilit avec la plupart des lecteurs vid o il est d conseill de mettre une valeur inf rieure 10 Dans l utilisation qui est faite de ce script au LPC2E on voulait en g n ral afficher 2 images par seconde le script r alise donc 5 copies de chaque image de fa on att
13. et variable diff L122 pour d finir la valeur de la diffusion explicite L utilisation de la diffusion explicite a t int gr e mais n cessite encore d tre test e 111 4 Namelist output L127 L151 Cette namelist permet de choisir dans quel dossier les sortie MIMOSA vont tre crites et quelles param tres vont tre crits La variable nrun sert choisir dans quel dossier vont tre crits les r sultats de MIMOSA Par exemple si on d finit nrun 7 les r sultats seront crits dans le dossier RUNO7 Mais MIMOSA ne peut cr er ce dossier s il n existe pas Donc avant de d marrer la simulation il faut cr er le dossier La variable nwtemp permet de choisir quel pas de temps vont tre crits les champs de temp rature et de vent La valeur minimum conseill e est la valeur du pas de temps entre deux fichiers ECMWF car si cette valeur est inf rieure on n aura pas de diff rence entre les sorties au pas de temps t et les sorties au temps interm diaire entre deux fichiers ECMWF Les sorties de champs de vents wind_ out U et V ne se font pas sur la grille la r solution MIMOSA mais une grille la r solution ECMWF La variable stations out L150 permet de choisir si on veut en sortie la valeur de la vorticit potentielle diff rentes stations d finies dans le fichier stations inc Etant donn que ces stations sont r parties sur les h misph res nord et sud il n est possible d activit ces sorties
14. que dans le cas o la Variable zone 3 namelist run 111 5 D marrer une simulation Pour d marrer la simulation il suffit de taper dans le dossier o se trouve l ex cutable mimosa x cr par le makefile mimosa x 111 6 Format des fichiers 111 6 1 Fichiers de champs de PV temp rature et vent Les fichiers de sortie de MIMOSA pour les champs de vorticit potentielle pv de temp rature t et de vents u et v sont au format binaire FORTRAN option unformatted Ces fichiers sont compos s de deux parties un ent te contenant les caract ristiques de la simulation o c est un tableau de 30 entiers cod s sur 4 octets on donne la description des l ments ci dessous sn Description Description du p du 5 p Pas de temps en heure Heure du premier fichier ECMWF Nombre de points par degr e de la grille MIMOSA Fr quence d criture en heure 4 Ann e de l initialisation 19 Nombre de points de la grille MIMOSA en longitude 5 Mois l initialisation 20 Nombre de points de la grille MIMOSA en latitude 6 Jour l initialisation 21 Pas de temps en heure 7 Heure l initialisation 22 Nombre heure avant regrillage 8 Niveau isentrope 23 Relaxation heures 9 Limite ouest de la grille ECMWF 24 Non attribu 10 Limite sud de la grille ECMWF 25 Non attribu 11 Limite est de la grille ECMWF 26 Non attribu 12 Limite nord de la grille ECMWF 27 Non attribu
15. 13 Nombre de points de la grille ECMWF en 28 Non attribu longitude 14 Nombre de points de la grille ECMWF en 29 Non attribu latitude les donn es du champ correspondant o C est un tableau de flottant cod s sur 4 octets et de dimension hearder 19 xheader 20 11 6 2 Fichiers Stations Ces fichiers sont cod s au format ASCII Ils sont compos s de deux parties Un ent te d une ligne contenant Le code de la station en 3 caract res o La latitude de la station N o La longitude de la station E La temp rature potentielle K N ligne contenant 12 heures tous les jours de la simulation o L ann e Le jour julien modifi Le mois Le jour L heure La vorticit potentielle pvu La temp rature K 6 IV Outils IDL de lecture et tra age des sorties MIMOSA L ensemble des programmes de tracage a t r alis en langage IDL au LPC2E en se basant sur les programmes du p le CNES INSU CNRS ETHER Toutes les proc dures de post traitements sont disponibles dans le dossier TOOLS IDL de l archive fournie Pour les proc dures tra ant des contours les r sultats sont enregistr s dans des fichiers PNG 24 bits Chaque proc dure contient un ent te d crivant les param tres d entr e de sortie ainsi que ceux qui sont optionnels La plupart du temps un exemple est fourni Toutes les proc dures tra ant des cartes utilisent les biblioth ques coyote et catalyst de D Fanning
16. L Les proc dures de tra age IDL re oivent au minimum en entr e le nom du fichier contenant la liste de fichiers tracer le chemin du dossier o se trouvent les fichiers de sortie MIMOSA Elles acceptent les options suivantes OUTPUTDIR le dossier dans lequel les images vont tre enregistr es Si cette option n est pas utilis e les fichiers seront enregistr s dans le dossier contenant les fichiers de sortie MIMOSA LEVELS Les niveaux des contours pour le champ tracer Dans le cas o cette option n est pas utilis e les niveaux sont d termin s partir des valeurs minimum et maximum du champ du premier fichier tracer 0 FILL_ LEVELS Cette option permet de fournir une liste de contours blanc sur le trac Si elle n est pas activ e un contour noir est ajout pour chaque niveau fourni dans l option LEVELS CCOLORS les num ros des couleurs de la palette utiliser pour les contours NPALETTE la palette de couleurs utiliser pour le tracer des contours Cette valeur est comprise entre 0 et 40 voir la documentation IDL Quelle que soit la palette choisie le fond des trac s sera blanc et les traits en noir LAT_RANGE sp cifie la gamme de la latitude tracer LON_RANGE sp cifie la gamme de longitude tracer SOUTH_AZIMUTHAL si cette option est activ e elle permet de r aliser le trac de contour sur une carte avec une projection azimutale centr e sur le p le sud CYLINDRICAL si ce
17. PlOt DV ci si 2checasavctissivaciacdonathesiaastacasaadniianaalacesusleccensaeaaaaaiss 21 Exemples de trac s avec MIMOSA 16 556 23 Exemples de trac s avec mimosa_plot_wind ss 25 Notations ASCII American Standard Code for Information Interchange AVC Advance Video Coding ECMWF European Centre for Medium Range Weather Forecasts GRIB GRIdded Binary MARS Meteorological Archival and Retrieval System MIMOSA Mod lisation Isentrope du transport M so chelle de l Ozone Stratosph rique par Advection mp4 Extension officielle du format MPEG 4 MPEG Moving Picture Experts Group PV Voticit Potentielle pvu 1 pvu 1 K kg m s x264 Biblioth que libre permettant de coder des flux vid o MPEG 4 AVC R f rences Biblioth que IDL Coyote http www idicoyote com ECaccess ECtrans http www ecmwf int services ecaccess guide ffmpeg http ffmpeg org grib_api http www ecmwf int publications manuals grib_api index html imagemagick http www imagemagick org script index php jasper http www ece uvic ca frodo jasper Lait PV Lait 1993 MARS http www ecmwf int publications manuals mars guide index html MIMOSA Haucheco
18. STINATION La seule diff rence avec le script pr c dent concerne la variable M_LEVELS Dans ce cas elle ne re oit pas la valeur des niveaux voulus mais le nombre de niveaux du mod le 60 pour les mod le ERA INTERIM et ERA 40 91 pour le mod le op rationnel lil Utiliser MIMOSA Avant le lancement d une simulation il est n cessaire de configurer la simulation l aide du fichier input namelist L utilisation de ce fichier permet de changer la configuration d une simulation sans pour autant devoir recompiler MIMOSA La plupart des param tres sont accessibles dans ce fichier Ce fichier regroupe quatre namelist qui doivent imp rativement appara tre dans cet ordre dans le fichier dans le cas contraire la simulation chouera ou retournera des r sultats ab rrant run grid config output On peut voir ci dessous un exemple de ce fichier VM LI VU LS Certs eS LIRAT EBA I Sa ee le LL RA A 15 16 CARACTERISCS OF THE RUN 17 18 amp run 19 20 ZONE defines the geographical area 211 gt 1 for the Northern Hemisphere 18N 90N 221 gt 2 for the Southern hemisphere 98N 10N 231 gt 3 for the both Hemisphere 90N 90N 24 Zone 3 25 26 INTYPE defines the type of input files 271 gt 1 for ASCII isobaric files ECMR 281 gt 2 for GRIB encoded model levels files grib 29 i
19. amme permet de lire les fichiers binaires produits par MIMOSA mimosa_read_list pro ce programme permet de lire les listes de fichiers a tracer par les programmes mimosa_plot str_month pro cette fonction retourne le nom du mois en anglais partir de son num ro Les principaux programmes vont tre d crits bri vement dans les parties suivantes IV 2 Lecture des fichiers binaires Le fichier servant la lecture des sorties binaires de MIMOSA appel MIMOSA_READ BIN est le m me quelque soit le param tre qui doit tre lu vorticit potentielle temp rature ou champs de vent Il est utilis de la mani re suivante si vous souhaiter lire le fichier pvn11040312 0850 situe dans le dossier MIMOSA RUNOO IDL gt inFile home madrouin MIMOSA RUNOO pvn11040312 0850 IDL gt MIMOSA_READ_BIN inFile DATA data HEADER header DIMX nLon DIMY nLat Les variables contiendront les donn es suivantes Data le champ lu dans le fichier vorticit potentielle temp rature vent zonal ou vent m ridien sur une grille de taille nLon X nLat Header les donn es contenues dans l ent te du fichier binaire DIMX la dimension de la grille MIMOSA selon la longitude DIMY la dimension de la grille MIMOSA selon la latitude IV 3 Tra age des contours Trois programmes de tracage on t cr s pour tracer les contours des champs sur une carte Ces codes appellent le programme READ_MIMOSA_BIN pour la lecture des donn es a
20. e l ECMWF Ces scripts contiennent dans leur ent te des commandes destin au syst me de gestion de queue sur les machine de L ECMWF lignes commen ant par Il est important d adapter les chemins des lignes output et error votre compte Dans ces chemins il faut adapter PUID 3 caract res de l utilisateur Dans l exemple ci dessous UID est aut Pour plus d information sur la signification se r f rer la documentation du serveur ECGATE 11 1 Donn es en niveaux pression mimosa_ecmwf_ECMR sh Ce script permet le t l chargement les champs T et V au format ASCII Il peut tre utilis pour r cup rer les donn es issues de mod les op rationnel ERA INTERIM ou ERA 40 Le programme FORTRAN inclut dans ce script qui r alise la conversion des champs au format GRIB vers le format ASCII est compatible avec les donn es au format GRIB2 de ECMWF et ne n cessite aucune modification en fonction des caract ristiques des champs voulus Pour lancer une pr paration de donn es il est seulement n cessaire de compl ter les variables contenues dans la partie Settings qui apparait ci dessous bin bash shell usr bin bash class express job_name Mimosa_grib output scratch ms fr aut job_name host jobid out error scratch ms fr aut job_name host jobid out environment COPY_ALL notification error job_cpu_limit 0 55 00 00
21. eindre 10 images par seconde mais d en afficher seulement 2 diff rentes De plus cette m thode n augmente pas de mani re significative la taille finale de l animation M_XSIZE et M_YSIZE Ces param tres permettent de d finir la r solution voulue pour l animation Pour des conversions d images produites par les programmes d crits dans la 19 partie pr c dentes il est conseill de garder un rapport de 4 3 pour M_XSIZE M_YSIZE de facon a viter toute d formation Le changement de r solution est g r par ffmpeg Dans le dossier TOOLS EXAMPLES de l archive une vid o ainsi que les images qui ont servi la g n rer est fournie de fa on a pouvoir tester que l utilisateur dispose de toutes les logiciels n cessaires pour cr er les animations 20 Annexe Exemples de trac s avec mimosa_plot_pv MIMOSA Potential Vorticity pvu April 08 2011 OOUT 9000 0 8500 0 1500 K 8000 0 7500 0 7000 0 6500 0 6000 0 5500 0 5000 0 4500 0 4000 0 3500 0 3000 0 2500 0 2000 0 1500 0 1000 0 500 0 0 0 1000 0 Pour cr er cette image on a seulement contraint la valeur des niveaux de contours et le choix des couleurs avec les options LEVELS 100 FINDGEN 19 500 NO FILL LEVELS 0 3000 21 1500 K MIMOSA Potential Vorticity pvu April 05 2011 OOUT 135 m 90 m 45 0 _ 45 90 30 08 60 09 135 90 45 0 45 90 135 7954 3 7061 7 6169 2 5276 7
22. ffusion 123 INDIFEXPL defines if explicit diffusion is activated 10 124 gt 0 no explicit diffusion 1251 gt 1 explicit diffusion 126 indifexpl 0 127 DIFF defines the value of the explicit diffusion if it is activated 128 diff 4050 129 130 131 OUTPUT OF THE SIMULATION 132 133 amp output 134 135 NRUN defines the name of the directory where MIMOSA outputs will be saved 1361 gt if nrun 5 files will be saved in RUN 5 directory 1371 gt if nrun 16 files will be saved in RUN16 directory 138 nrun 16 139 140 NWTEMP defines the time between two output of temperature or wind 141 nwtemp 12 142 143 WIND_OUT defines if wind horizontal components files will be saved 1441 gt 0 no output of wind files 1451 gt 1 output of wind files 146 Wind_out 1 147 148 T OUT defines if temperature files will be saved 1491 gt no output of temperature files 150 gt 1 output of temperature files 151 t_out 1 152 153 STATIONS OUT defines if PV and temperature and PV profiles at stations files will be saved 1541 gt no output of stations files 1551 gt 1 output of stations files 156 stations_out 1 157 Dans le fichier input namelist la plupart des variables sont comment es Dans les parties suivantes on d crit les initialisations de variables qui n cessitent une valeur particuli re 1 1 1 Namelist run L12 L53
23. fournie dans le dossier TOOLS IDL Avant de pouvoir utiliser les programmes IDL il faut donc ajouter au PATH IDL le chemin vers ce dossier avec la commande 13 Sur une machine WINDOWS si le dossier se trouve dans C Documents and settings user coyote o IDL gt PATH Expand_Path C Documents and settings user coyote C Documents and settings user catalyst PATH Sur une machine UNIX si le dossier se trouve dans home user coyote o PATH Expand_Path home user coyote home user catalyst PATH IV 1 Liste des programmes fournis Huit proc dures et fonctions IDL sont fournis dans le dossier TOOLS IDL de l archive colorbar pro ce programme permet d ajouter une colorbar sur les trac s mimosa_3d_votes pro ce programme permet a partir de simulations MIMOSA r alis es a plusieurs niveaux isentropes de tracer la surface a une valeur choisie par l utilisateur du volume de vorticit potentielle sur une projection du p le nord ou sud mimosa_plot_pv pro ce programme permet de tracer les contours de vorticit potentielle a partir des fichiers pv produit par MIMOSA mimosa_plot_t pro ce programme permet de tracer les contours de temp rature partir des fichiers t produit par MIMOSA mimosa_plot_wind pro ce programme permet de tracer les contours et la direction des champs de vent a partir des fichiers u et v produit par MIMOSA Mimosa_read_bin pro ce progr
24. h 0 380K 02 21 2011 00H 1 6 400 Surface 15 pvu Contours on map 0 450K 0 950K Figure 2 Exemple de trac de mimosa_3d_vortex 17 O O0 V Autres outils V 1 Scripts mimosa sh Ce script permet de lancer des simulations sur plusieurs surfaces isentropes pour une m me p riode de temps A la fin des simulations il cr era des listes des fichiers de vorticit potentielle de temp rature et de vent au format n cessaire pour l utilisation des programmes de tra age de contour IDL On retrouve au d but de ce script les m mes options que celles d crites dans la partie III 1 111 4 La seule diff rence r side dans la d claration des valeurs de 8 voulues L19 ci dessous RUN ZONE 3 INTYPE 1 Start date SYEAR 11 SMONTH 4 SDAY 10 SHOUR 0 End date EYEAR 11 EMONTH 4 EDAY 20 EHOUR 12 INITPV 1 declare a THETA 850 GRID NX 320 NY 161 NP 37 PRES 1000 975 950 925 900 875 850 825 800 775 750 700 650 600 550 500 450 400 350 3 00 250 225 200 175 150 125 100 70 50 30 20 10 7 5 3 2 1 PASLAT 1 125 PASLONG 1 125 LATMIN 90 LATMAX 90 CONFIG NDEG 3 NLIS2D 8 NHGRID 6 NWRITE 6 NHMOD 12 NHRELAX 240 NPRHMOD NPRWRITE 0 INDIFEXPL 0 DIFF 4050 OUTPUT NRUN 0 NWTEMP 12 WINDOUT 1 TOUT 1 STATIONS 0 Apr s avoir configur le script et avant de le lancer il est n ces
25. ions utilisant des paquets au format rpm ces biblioth ques sont disponibles sur le d p t rpmforge La version de jasper ne varie pas depuis quelques ann es mais ce n est pas le cas de la biblioth que grib_api La version la plus r cente est toujours celle disponible sur le site de ECMWF MIMOSA a t test avec les versions 1 8 0 a 1 9 9 Il faut alors installer les paquets suivants e Distribution 32 bits o jasper i386 version 1 900 1 o grib_api i686 e Distribution 64 bits o Japser x86_64 version 1 900 1 o grib_api x86_ 64 1 1 1 Installation de jasper Au moment de la r daction de ce manuel la biblioth que jasper est en version 1 900 1 La biblioth que peut tre t l charg e l adresse http www ece uvic ca mdadams jasper download Il faut suivre les tapes suivantes pour installer jasper Dans cette description install dir jasper est le dossier o on veut installer la librairie unzip jasper 1 900 1 zip mkdir install dir cd jasper 1 900 1 configure prefix install dir jasper make make install VVV VV MV 1 1 2 Installation de grib_api Au moment de la r daction de ce manuel la biblioth que grib_api est en version 1 9 9 Elle peut tre obtenue l adresse http www ecmwf int products data software download grib api html Pour l installer il faut suivre les tapes suivantes Dans cette description install_dir_jasper est le dossier o est install la biblioth
26. les chemins vers les biblioth ques jasper et grib_api dans le makefile correspondant au compilateur que vous allez utiliser INCPATH le chemin vers le module d crivant les subroutines de la biblioth que grib_api GRIBPATH le chemin vers la biblioth que grib_api JASPERPATH le chemin vers la biblioth que jasper Il est aussi n cessaire de choisir d activer ou non les options pour le d buggeur en attribuant la valeur yes ou no a la variable DEBUG Une fois ces tapes pass es il ne reste plus qu lancer le makefile avec la commande gt make f makefile compilateur Le makefile gfortran devrait tre utilisable avec n importe qu elle version de gfortran sup rieure a la 4 1 2 ll R cup ration des donn es d initialisation Les scripts permettant la r cup ration des fichiers d initialisation de MIMOSA sont disponibles dans le dossier TOOLS ECMWF de l archive contenant les sources de MIMOSA Ce dossier contient deux fichiers mimosa_ecmwf_ECMR sh Ce script permet de pr parer les fichiers au format ASCII en niveaux pression mimosa_ecmwf_grib sh Ce script permet de pr parer les fichiers archiv s au format GRIB1 2 en niveaux mod le De m RR et O Voo RUNDO NNNNN 26 La r cup ration des donn es contenant les champs servant a l initialisation de MIMOSA temp rature vent zonal vent m ridien se fait sur le serveur ECGATE d
27. ntype 2 30 31 IAND MOISD JOURD IHEURED define the starting date of the simulation 321 gt Year YY 33 iand 77 34 gt Month MM 35 moisd 3 361 gt Day DD 37 jourd 1 38 gt Hour HH 39 iheured 0 40 4 IANF MOISF JOURF IHEUREF define the final date of the simulation 42 gt Year YY 43 ianf 11 44 1 gt Month MM 45 moisf 3 461 gt Day DD 47 jourf 10 481 gt Hour HH 49 iheuref 0 50 51 INITPV defines if the simulation is new or a restart 52 gt 1 if initialization is need 53 gt 0 if a ph file from a previous run should be read 54 initpv 1 55 56 TETA defines the isentropic surface K 57 gt shouldn t be greater than 9506 for isobaric input files intype 1 58 teta 1500 59 60 61 CARACTERISCS OF ECMWF GRID 62 63 amp grid 64 65 NX NY and NP define the number of points of the ECMWF grid 66 gt Number of grid points along longitudes 67 nx 320 68 gt Number of grid points along latitudes 69 ny 161 70 gt Number of pressure levels intype 1 or number or model levels inType 2 71 np 60 72 73 PRES allows to define the pressure levels of isobaric file intype 1 74 gt this variable is not needed for GRIB files intype 2 75 gt If there is more than 50 levels declaration of pres variable in mimosa f95 76 Pres 1 77 1000 975 950
28. que jasper Si vous avez install jasper en utilisant le gestionnaire de paquet de votre distribution linux il n est pas n cessaire d ajouter l option with jasper install dir jasper Install_dir_grib est le dossier o on veut installer grib_ api gt gunzip grib api 1 9 9 tar gz gt tar xf grib api 1 9 9 tar gt mkdir install dir grib gt cd grib api 1 9 9 configure prefix install dir grib with jasper install dir jasper make make check make install VVV MV 1 1 3 Cas particulier du compilateur INTEL fortan La biblioth que grib_ api n a pas t pr vu par d faut pour tre compil avec les compilateurs INTEL Avant la compilation il faut donc forcer l ex cutable configure utiliser ces compilateurs en tapant la commande suivante gt configure F77 ifort FC ifort CC icc prefix install dir grib with jasper install dir Ensuite il suffit de suivre les m mes tapes que dans la partie pr c dente Quelques warnings appara tront durant la compilation mais ne g neront pas la cr ation de la biblioth que Le cas o on ne dispose pas du compilateur INTEL C n a pas t test 1 2 Dossier de travail Pour fonctionner il est n cessaire que certains dossiers soient pr sents Ces dossiers d pendent du type de simulation qui doit tre r alis Si on veut r aliser une simulation initialis e avec des donn es en niveaux pression le dossier o la simulation va
29. ribut la valeur et d sactiv si on leur attribut 0 Il n y pas de contr le dans le script si au moins une des variables ECSCRATCH ou ECTRANS a la valeur 1 Si aucune n est activ e les donn es seront supprim es a la fin de la pr paration Une fois configur pour ex cuter le script il suffit de lancer la commande llsubmit mimosa_ecmwf_ECMR sh 11 2 Donn es en niveaux mod le mimosa_ecmwf_grib sh Le script mimosa_ecmwf_grib sh est fait pour r cup rer les champs T et V mais en niveau mod le et au format GRIB Il a le m me fonctionnement que le script pour r cup rer les fichiers ECMR Caracteristics of ECMWF Insp T U and V fields to retrieve on MARS YEAR1 2011 Start year MONTH1 5 Start month DAY1 31 Start Day YEAR2 2011 End Year MONTH2 6 End month DAY2 1 End day M_LEVELS 91 Number of vertical levels M_STEP 6 Hour between 2 files only accept 6 or 12 M_RESOL 2 000 lon lat grid resolution M_LONG_MAX 358 000 max lon of the grid 360 M RESOL M_CLASS od Class of model od ei e4 M_STREAM oper M_TYPE an type of data an fc What to do with the files created save on SCRATCH and or send them using ECTRANS M_ECTRANS 1 1 to send files using ECTRANS else 0 M_SCRATCH 1 1 to save the file in directory SCRATCH MIMOSA YEAR else 0 If use of ECTRANS see ECTRANS manual GATEWAY ecaccess ecmwf int ECTRANS gateway 25 DESTINATION girafe_MIMOSA ECTRANS DE
30. rne et al 2002 Introduction MIMOSA est un mod le haute r solution d advection de vorticit potentielle d velopp en FORTRAN par A Hauchecorne Hauchecorne et al 2002 Il est initialis a un instant t partir des donn es champs de vents horizontaux U et V temp rature et pression de ECMWF sur une grille orthogonale centr e sur le p le nord MIMOSA calcule puis advecte la vorticit potentielle sur des surfaces isentrope avec une r solution de 1 3 ou 1 6 de degr en latitude et en longitude MIMOSA a t mis a jour pour permettre l utilisation de donn es d entr e ECMWF en niveaux mod le Ce document d crit les pr s requis n cessaires l utilisation de la nouvelle version de MIMOSA ainsi que comment r aliser une simulation avec les diff rents types d entr e I Installation amp compilation 1 1 Pr requis Pour utiliser MIMOSA il est n cessaire qu un compilateur FORTRAN soit install Le mod le a t test avec GFORTRAN version 4 3 et PGF95 version 8 11 Pour utiliser MIMOSA en niveaux mod le il est n cessaire d installer les biblioth ques grib_api et jasper Ces deux biblioth ques sont disponibles gratuitement et sont compatibles avec la plupart des compilateurs FORTRAN Il est noter que pour la plupart des distributions linux il est possible d installer ces librairies par l interm diaire du gestionnaire de paquet de votre distribution Par exemple pour les distribut
31. saire de le rendre ex cutable avec la commande 18 RO D gt chmod u x mimosa sh et de l ex cuter en tapant gt mimosa sh V 2 Script convert_PNG_to_VIDEO sh Ce script permet de cr er une animation partir d images PNG g n r es par les programmes d crits pr c demment Ce script permet de cr er des animations au format mp4 encod en x264 Il est situ dans le dossier TOOLS BASH de l archive Pour pouvoir utiliser ce script il est en g n ral n cessaire d installer ffmpeg ffmpeg org qui ne fait pas parti des packages install s de base avec la plupart des distributions linux et parfois imagemagick www imagemagick org qui est en g n ral lui install de base Les vid os cr es par ce script sont facilement lisible par le logiciel VLC videolan org par exemple Pour utiliser ce script il suffit de remplir la partie settings qui appara t ci dessous Directory were the PNG images are stored M_INDIR home madrouin test IDL_Plot3D Directory were the movie will be saved M_OUTDIR home madrouin test IDL_Plot3D Name Pattern of the images which will converted to movie M_PATTERN mimosa_3D_15 Name of the movie without extension M_VNAME test_mimosa_vortex Number of frames per seconds each images is copied 5 times so for example if you want 3 of your images per seconds in your movie M_FPS 3images 5copies 15 For compatibility with most of video player it is
32. t ifort Ils sont nomm s makefile compilateur L exemple ci dessous pr sente le cas du compilateur pgf95 FF pgf95 DEBUG no SRCDIR sources INCPATH I usr local 1ib64 grib_api 1 9 9 pgf 11 8 include GRIBPATH L usr local 1ib64 grib_api 1 9 9 pgf 11 8 lib JASPERPATH L usr 1ib64 ifeq DEBUG yes FFLAGS fast g INCPATH Minfo Mconcur V else FFLAGS fast INCPATH Mconcur endif LDFLAGS FFLAGS GRIBPATH JASPERPATH lgrib api f90 lgrib_api lm ljasper EXEC mimosa x SRC SRCDIR constantes f90 SRCDIR interfaces_mod f9 SRCDIR stations f90 SRCDIR initgrid f90 SRCDIR njour f98 SRCDIR njouri f90 SRCDIR readecmr f90 SRCDIR readgrib f90 SRCDIR pvp f98 SRCDIR pvp 98 SRCDIR ainterp2d f90 SRCDIR deplacement f90 SRCDIR indgrille f90 SRCDIR xyinterp f90 SRCDIR lisse2d f98 SRCDIR regrid2 f90 SRCDIR poids f98 SRCDIR raccord f98 SRCDIR diffusion f9e SRCDIR mimosa 90 OBJ SRC f95 0 all EXEC ifeq DEBUG yes echo Generation en mode debug else echo Generation en mode release endif mimosa x 0BJ FF o LDFLAGS SRCDIR 0 SRCDIR 90 echo FF o c lt FFLAGS PHONY clean veryclean clean rm rf SRCDIR o mod veryclean clean rm rf EXEC Avant de pouvoir compiler MIMOSA il est n cessaire de fournir
33. tte option est activ e elle permet de r aliser le tra age sur une carte en projection cylindrique 15 MIMOSA Potential Vorticity 0 April 10 2011 OOUT 9000 0 8500 0 1500 K 8000 0 7500 0 7000 0 6500 0 6000 0 5500 0 5000 0 4500 0 4000 0 3500 0 3000 0 2500 0 2000 0 1500 0 1000 0 500 0 0 0 1000 0 Figure 1 exemple de carte de vorticit potentielle trac e avec mimosa_plot_pv sur le niveau isentrope 0 1500K partir d une simulation MIMOSA en niveaux mod le En annexe de ce document apparaissent des exemples de sorties de ces programmes avec les options utilis es Il faut noter que pour ces programmes de tra age lorsque que l on choisit un choix automatique des niveaux des contours le programme utilise le premier fichier tracer pour d terminer les niveaux Il est donc possible que les niveaux choisis par le programme ne soient pas adapt s tous les pas de temps IV 4 Tra age des surfaces de volume Le programme mimosa_3d_ vortex permet a partir de simulations de mimosa r alis es pour plusieurs surfaces isentropes de tracer la surface d un volume pour une valeur choisie Il permet de tracer ces surfaces sur projection azimutale centr e sur le p le nord ou le p le sud et de les enregistrer dans une image PNG 24 bit De mani re pouvoir tracer ce volume ce programme commence par calculer la vorticit potentielle de Lait qui permet de normaliser les champs de vorticit
34. vant tra age Les trois programmes principaux sont faits pour tracer _MIMOSA_PLOT_PV pour les champs de vorticit potentielle MIMOSA_PLOT_T pour les champs de temp rature MIMOSA_PLOT_WIND pour les champs de vent 14 Ces programmes par d faut r alisent un tra age sur une carte en projection azimutale centr e sur le p le nord et le sauvegarde dans une image PNG 24 bit Ils utilisent aussi le programme permettant d ajouter une barre de couleur discr tis e colorbar pro d velopp e par S Masson de I IPSL Deux autres fonctions sont utilis es READ MIMOSA _LIST pour lire les listes contenant les fichiers et STR_ MONTH pour convertir le num ro d un mois en lettre Pour fonctionner ces programmes ont besoins d une liste des fichiers qu ils vont devoir lire puis tracer Pour cr er ces listes il faut se placer dans le dossier RUNXX o les sorties MIMOSA ont t enregistr es et ex cuter les commandes bash suivantes pour les fichiers de vorticit potentielle ls pv wc l gt list mimosa_idl in ls pv gt gt list mimosa_idl in pour les fichiers de temp rature ls t wc 1 gt list temp _idl in ls t gt gt list temp _idl in pour les fichiers de vents ls u wc 1 gt list vent _idl in ls u gt gt list vent _idl in Il est noter que le nom du fichier contenant la liste d pend du choix de l utilisateur puisque le nom est fourni en param tre d entr e de la proc dure ID
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