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#author("2022-09-28T17:57:06+09:00","external:moriat","moriat")
#author("2022-10-01T15:53:06+09:00","external:moriat","moriat")
#topicpath
* 専攻演習(ゼミ) [#af46c217]
** 気象庁予報データの扱い [#e62a6560]
** 気象庁予報データ [#w398d185]
*** データの取得 [#l37191ba]
- [[京都大学生存圏研究所のデータアーカイブ>http://database.rish.kyoto-u.ac.jp/]]
-- [[気象庁データ>http://database.rish.kyoto-u.ac.jp/arch/jmadata/gpv-original.html]]の[[数値予報GPV>http://database.rish.kyoto-u.ac.jp/arch/jmadata/data/gpv/original/]]~
※ 予報モデルGPVのファイル名規則：[[気象業務支援センター/オンライン気象情報/ファイル形式データ>http://database.rish.kyoto-u.ac.jp/arch/jmadata/gpv-original.html]]の[[ファイル形式データ一覧表>http://www.jmbsc.or.jp/jp/online/file/F_filelist.pdf]]~
※ ここの気象庁予報データは、研究教育の目的のために利用できます。
*** 扱い方 [#e62a6560]
※ 個人的にはLinuxを使うが、授業なので、Windows を使うことを前提にして書く。
- 準備
-- wgrib2~
気象庁予報データは、grib2 という形式のデータで提供されている。これを netCDF 形式に変換するために、wgrib2 コマンドが必要になる。
--- ダウンロード~
[[https://www.ftp.cpc.ncep.noaa.gov/wd51we/wgrib2/Windows10/v3.1.1/>https://www.ftp.cpc.ncep.noaa.gov/wd51we/wgrib2/Windows10/v3.1.1/]]からwgirb2.exe と、dll で終わるファイルをすべてダウンロードする。~
このとき、セキュリティーの警告が出る。すべて、「保存」を選択して保存する。
-- Rstudio
--- ダウンロードとインストール~
[[【2021年11月版】WindowsにR・RStudioをインストールする>https://qiita.com/otsukimi200624/items/b5d35ff3375a5e954878#:~:text=Rstudio%E3%81%AE%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%BC%E3%83%AB&text=%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%81%97%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82-,%E3%83%80%E3%82%A6%E3%83%B3%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%89%E3%81%97%E3%81%9F%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB%E3%82%92%E3%83%80%E3%83%96%E3%83%AB%E3%82%AF%E3%83%AA%E3%83%83%E3%82%AF,%E3%82%A6%E3%82%A3%E3%82%B6%E3%83%BC%E3%83%89%E3%81%8C%E8%B5%B7%E5%8B%95%E3%81%97%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82&text=%E3%81%B8%E3%80%8D%E3%82%92%E3%82%AF%E3%83%AA%E3%83%83%E3%82%AF-,%E7%89%B9%E5%88%A5%E3%81%AA%E7%90%86%E7%94%B1%E3%81%8C%E3%81%AA%E3%81%91%E3%82%8C%E3%81%B0%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%BC%E3%83%AB%E5%A0%B4%E6%89%80%E3%81%AF%E3%83%87%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%AB%E3%83%88,%E4%BD%9C%E6%A5%AD%E3%81%8C%E5%AE%8C%E4%BA%86%E3%81%97%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82]]などを参照しながらインストールする。~
RStudio だけでなく、R 自身もインストールすること。
--- ncdf4 ライブラリのインストール~
Rstudio を起動し、左下のコマンドプロンプトで
install.packages("ncdf4")
と入力する。
--- 作業ディレクトリの特定~
Rstudio を起動すると、初期設定として、「ドキュメント」フォルダが利用される。他のファイルと混ざらないように、work ディレクトリを作成して、そこで作業する。~
Rstudio の右下の画面で、「New Folder」をクリックして、「work」と入力してOKボタンを押す。「work」フォルダが現れるので、そこをダブルクリックする。~
「New Folder」の右側に「More▼」があるので、これをクリックして、「Set As Working Directory」をクリックする。
--- wgrib2 の移動~
ダウンロードした wgrib2.exe と dll ファイルを、上述の ドキュメント以下の work ディレクトリに移動する。
-- データの取得と変換~
京都大学生存圏研究所では、気象庁の予報データなどのファイルを保存し、公開してくれている。教育・研究目的に利用できる。これをありがたく使わせていただく。
--- 気象庁の予報データ~
[[http://database.rish.kyoto-u.ac.jp/arch/jmadata/data/gpv/original/>http://database.rish.kyoto-u.ac.jp/arch/jmadata/data/gpv/original/]]から特定の日時を選択してダウンロードする。ファイルは、先程の work ディレクトリに移動しておく。ファイル名の意味については、…後日
--- データ形式の変換~
いろいろと面倒なので、Rstudio を立ち上げた状態で実行する。
system("wgrib2 ダウンロードしたファイル.bin -netcdf 適当なファイル名.ncdf")
いかにもそれっぽい表示（日付とか、データの変数名とかの表示）がされたら、変換が成功した証である。
// -- ncview~
// quick look に適したプログラム。[[http://meteora.ucsd.edu/~pierce/ncview_home_page.html>http://meteora.ucsd.edu/~pierce/ncview_home_page.html]]から、
- データの扱い~
R で具体的に処理を始める。
library(ncdf4)
nc <- nc_open("適当なファイル名.ncdf")
print(nc)
変数名(var) の一覧が表示されるので、その中から利用する変数を選ぶ。そのデータを読み込む。
gph1000 <- ncvar_get(nc, "HGT_1000mb")
lon <- ncvar_get(nc, "longitude")
lat <- ncvar_get(nc, "latitude")
filled.contour( lon, lat, gph1000[,,1] )
** 連成振動 [#v244da62]
#divregion()
[[Google Colaboratory>https://colab.research.google.com/drive/1mz7_XzDVadqZrEgyb-MnqFNvDDQZqW6y?usp=sharing]]を参照のこと~
(https://colab.research.google.com/drive/1mz7_XzDVadqZrEgyb-MnqFNvDDQZqW6y?usp=sharing)~
+ 一般の場合~
&ref(00anim.png);
+ 固有振動の場合（周期が長い方） ~
&ref(01anim.png);
+ 固有振動の場合（周期が短い方） ~
&ref(02anim.png);
~
#enddivregion
** 群速度 [#ta8c521a]
#divregion()
#iframe(https://www.geogebra.org/calculator/fngegjkv?embed,style=width:800px;height:480px;)~
波数と振動数が、それぞれ、 $ \pm {\Delta k \over 2}, \pm {\Delta \omega \over 2} $ だけずれた2つの波があったとする。~
$ A \sin( (k + \Delta k/2) x - (\omega + \Delta \omega /2 )t ) $~
$ A \sin( (k - \Delta k/2) x - (\omega - \Delta \omega /2 )t ) $~
これらの波を足し合わせると、三角関数についての公式から、次のように変形できる。~
$ A \sin( (k + \Delta k/2) x - (\omega + \Delta \omega /2 )t ) + A \sin( (k - \Delta k/2) x - (\omega - \Delta \omega /2 )t ) $~
$ =2 A \sin( kx - \omega t ) \cos( \Delta k x - \Delta \omega t) $~
$ \cos $ で表される部分が、振幅の変調をあたえるようになっており、その部分は群速度$ \frac{\Delta \omega }{\Delta k} $で移動する。
#enddivregion
** [[2021年度受講生用ページ>../Seminar2021/219d0637]] [#t361cddb]
** 力学 [#l5faa403]
*** トピックス [#s2e4d7ae]
- [[円運動と曲率半径>https://robo.mydns.jp/Lecture/PDF/Mechanics/Circular.pdf]]
- [[曲率円に関するページ>https://www.intmath.com/applications-differentiation/8-radius-curvature.php]](外部へのリンク)
*** 国家公務員試験解答例 [#b61bf0d4]
** 過去の専攻演習(ゼミ)のページ [#vb16f810]
-- [[2015年度>../Seminar2015]]
-- [[2014年度>../Seminar2014]]
-- [[2013年度>../Seminar2013]]
-- [[2012年度>../Seminar2012]]
-- [[2009年度>../Seminar2009]]
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