How to use NetCDF library (hysk)

$ ncdump -h tas_Amon_MRI-CGCM3_historical_r1i1p1_185001-200512.nc
netcdf tas_Amon_MRI-CGCM3_historical_r1i1p1_185001-200512 {
dimensions:
  time = UNLIMITED ; // (1872 currently)
  lat = 160 ;
  lon = 320 ;
  bnds = 2 ;

variables:
  double time(time) ;
    time:bounds = "time_bnds" ;
    time:units = "days since 1850-01-01" ;
    time:calendar = "standard" ;
    time:axis = "T" ;
    time:long_name = "time" ;
    time:standard_name = "time" ;
  double time_bnds(time, bnds) ;
  double lat(lat) ;
    lat:bounds = "lat_bnds" ;
    lat:units = "degrees_north" ;
    lat:axis = "Y" ;
    lat:long_name = "latitude" ;
    lat:standard_name = "latitude" ;
  double lat_bnds(lat, bnds) ;
  double lon(lon) ;
    lon:bounds = "lon_bnds" ;
    lon:units = "degrees_east" ;
    lon:axis = "X" ;
    lon:long_name = "longitude" ;
    lon:standard_name = "longitude" ;
  double lon_bnds(lon, bnds) ;
  double height ;
    height:units = "m" ;
    height:axis = "Z" ;
    height:positive = "up" ;
    height:long_name = "height" ;
    height:standard_name = "height" ;
  float tas(time, lat, lon) ;
    tas:standard_name = "air_temperature" ;
    tas:long_name = "Near-Surface Air Temperature" ;
    tas:units = "K" ;
    tas:original_name = "TA" ;
    tas:cell_methods = "time: mean (interval: 30 minutes)" ;
    tas:cell_measures = "area: areacella" ;
    tas:history = "2011-05-01T21:29:49Z altered by CMOR: Treated scalar dimension: \'height\'. 2011-05-01T21:29:49Z altered by CMOR: replaced missing value flag (-9.99e+33) with standard missing value (1e+20)." ;
    tas:coordinates = "height" ;
    tas:missing_value = 1.e+20f ;
    tas:_FillValue = 1.e+20f ;
    tas:associated_files = "baseURL: http://cmip-pcmdi.llnl.gov/CMIP5/dataLocation gridspecFile: gridspec_atmos_fx_MRI-CGCM3_historical_r0i0p0.nc areacella: areacella_fx_MRI-CGCM3_historical_r0i0p0.nc" ;

// global attributes:
    :institution = "MRI (Meteorological Research Institute, Tsukuba, Japan)" ;
    :institute_id = "MRI" ;
    :experiment_id = "historical" ;
    :source = "MRI-CGCM3 2011 atmosphere: GSMUV (gsmuv-110112, TL159L48); ocean: MRI.COM3 (MRICOM-3_0-20101116, 1x0.5L51); sea ice: MRI.COM3; land: HAL (HAL_cmip5_v0.31_04); aerosol: MASINGAR-mk2 (masingar_mk2-20110111_0203, TL95L48)" ;
    :model_id = "MRI-CGCM3" ;
    :forcing = "GHG, SA, Oz, LU, Sl, Vl, BC, OC (GHG includes CO2, CH4, N2O, CFC-11, CFC-12, and HCFC-22)" ;
    :parent_experiment_id = "piControl" ;
    :parent_experiment_rip = "r1i1p1" ;

(中略．実験設定の概要などが続く)

    :parent_experiment = "pre-industrial control" ;
    :modeling_realm = "atmos" ;
    :realization = 1 ;
    :cmor_version = "2.5.9" ;
}

格子点情報表示

ncdump の cオプション (-c) を使う．

ncdump -c hoge.nc

NetCDFファイルの時間 & 格子点情報を表示．ガウス緯度のデータの場合，これで緯度の値を確認できる．

例: CMIP5，気象庁の大気海洋結合モデル(MRI-CGCM3)の historical 実験，月平均地上気温(変数名tas)の場合

$ ncdump -c tas_Amon_MRI-CGCM3_historical_r1i1p1_185001-200512.nc
netcdf tas_Amon_MRI-CGCM3_historical_r1i1p1_185001-200512 {
dimensions:
  time = UNLIMITED ; // (1872 currently)
  lat = 160 ;
  lon = 320 ;
  bnds = 2 ;

(中略．ヘッダ情報と同じ)

data:

 time = 15.5, 45, 74.5, 105, 135.5, 166, 196.5, 227.5, 258, 288.5, 319, 
    349.5, 380.5, 410, 439.5, 470, 500.5, 531, 561.5, 592.5, 623, 653.5, 684, 
(中略)
    56597.5, 56628.5, 56658, 56687.5, 56718, 56748.5, 56779, 56809.5, 
    56840.5, 56871, 56901.5, 56932, 56962.5 ;

 lat = -89.14152, -88.02943, -86.91077, -85.79063, -84.66992, -83.54895, 
    -82.42782, -81.30659, -80.18531, -79.06398, -77.94262, -76.82124, 
(中略)
    79.06398, 80.18531, 81.30659, 82.42782, 83.54895, 84.66992, 85.79063, 
    86.91077, 88.02943, 89.14152 ;

 lon = 0, 1.125, 2.25, 3.375, 4.5, 5.625, 6.75, 7.875, 9, 10.125, 11.25, 
    12.375, 13.5, 14.625, 15.75, 16.875, 18, 19.125, 20.25, 21.375, 22.5, 
(中略)
    345.375, 346.5, 347.625, 348.75, 349.875, 351, 352.125, 353.25, 354.375, 
    355.5, 356.625, 357.75, 358.875 ;
}
$

NetCDF library, module 使用時の失敗例

些細なことだが，失敗例も記す．失敗したことは結構忘れにくい．

文字変数長さの不一致

ifort だと稼働するのに，gfortran だと（コンパイルは通るが）実行時に停止する... という状況に遭遇．結論は，コンパイラ依存ではなく NetCDF 読み出し時の文字変数長さの設定ミス．

ifort だと，結構いい加減な書き方をしても実行できる事が多いが， gfortran にすると失敗する事が多い．

CMIP5 データ読み出し時， char型変数を nf90_get_att() 使用してデコードしようとして失敗． subroutine から返される文字変数の長さが不足．長ければよい． 256文字にしても不足．最長で389文字があったので．仮に512文字としたら正常終了．

nf90_byte (1), nf90_char (2), nf90_short (3), nf90_float (4), nf90_double (6) などのNetCDF用パラメータは，${NETCDF}/include/netcdf.mod 内に設定されてる． source では，v3系なら (netcdf_src)/f90/, v4系なら (netcdf_src)/fortran/ 以下の netcdf_constants.f90 に記載．

ifort だと動いていたので，3年ほど気付かなかった． (ifortを利用できない)VMware 上のLinuxやMacOS で読み出しテストしていて，問題が表面化した．ここに気付くまで悩んだ時間: 6-hr (他の作業やりながらとはいえ，気付くのが遅い...)．

sample F90 module (非公開, personal memo) = ~/cmip/decode/module/mod_get_global_attribute.F90

リンク

NetCDF ライブラリのソース入手先

NetCDF page (UCAR)

NetCDF ビューア

Ncview: NetCDFファイルの簡易ビューア．データの中身を quick-view するのに有効． X環境が必須．コンパイルは容易．ただし NetCDF v.4 系列が必須(nc-config を使用．少なくとも v2.1.5 では．checked at 2015-10-07)．
```
./configure --with-nc-config=/usr/local/netcdf4/bin/nc-config
```
Panoply: HDF, netCDF, GRIB データのビューア．取り敢えずデータをさっと見たい時に使える． Java ベースなので，大抵のOSで同じビューアを利用できるのも良い． Java SE 7 or 8 ランタイム環境が必要．私のように，マウスでポチポチ操作するのが苦痛な人には向いてない．

更新履歴

更新日	内容
2015-10-10	CDOへのリンク，更新履歴を追加．
201?-xx-xx	記述開始日，記録が残ってない．多分，2013年頃だと思う．

NetCDF使用方法

NetCDF データの利用方法

Fortran90/95 による読み出し

事前準備

読み出しプログラムの例

NetCDF 3系列

NetCDF 4系列

書き出し(NetCDF作成)

コマンド実行例 (ncdump, etc.)

ncdump

ヘッダ情報表示