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从“Hello,World!”到“天气之子”——气象数据科学优质教程&项目集锦

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如何去思考并研究气象问题本身是一个需要不断学习和练习的过程,大量高质量的项目可以加深我们对气象科学中经典模式的深刻理解,从而可以掌握用合适的机器学习方法去进行气象研究和应用。在这里,我们集结了和鲸社区内优质的气象数据科学教程&项目,为气象er们提供了学习+实战的最佳平台!

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和鲸社区提供了相对自由的学习、研究、应用的方式,你可以在社区获得:

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气象数据科学语言教程用 Fortran/Python 语言进行数据读取/数据处理/数据分析/数值计算的实用气象项目气象可视化应用(雷达数据、地理信息数据、海洋数据等)项目阶梯难度的机器学习算法项目优秀气象项目/论文的整体复现

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同时,你也可以系统地精进实战能力!训练营、Workshop 和练习赛等系列活动极大地丰富了气象研究的应用场景,从小白到进阶高手,与20w 数据科学业内人士+近1000位气象人同场竞技:

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题目全部来自业内大牛提供的气象场景案例不用处理环境装包,精力全放在解决具体气象问题上支持多种气象数据科学主流语言:Python、Fortran、Julia、R活动提供讨论区进行讨论,可以参考别人的思路,灵活交流和分享复现自动出分,实时获取每次代码实践的准确性和算法效率,精确了解个人代码在所有提交代码中运行效率排名

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另外,在线数据科学平台 ModelWhale提供了学习和研究气象的工具及开箱即用的编程环境:

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环境免安装,一键复现和鲸社区优秀丰富的气象数据科学教程和项目内置 Cartopy 等海量镜像,Python、Julia、R、Fortran 登录即用,并支持 WRF 模式Canvas 无代码图形化建模、Notebook 编程随需选用,还可相互转化GPU 分布式离线训练,训练记录超参数比对多类型数据源灵活接入,数据权限分级管理,数据安全有效保障

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所有的社区资源,都确保代码的完整,及在对应镜像下一键运行复现!(注:如有疑问欢迎留言与技术小哥切磋)铺垫结束,下面正文开始!

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1.气象数据科学语言教程(1)Python 基础

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说明:Python 在气象、人工智能、机器学习领域受到火热追捧,很大程度上在于它拥有非常庞大的第三方库,以及强大的通用编程性能。因此,想要逐渐掌握 Python 数据分析,可以通过学习和了解如何利用 Python 调用 Python 的各种第三方库和工具包,感受运用 Python 进行数据分析的便利性。

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科赛 x 机器之心从零上手Python关键代码

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Python基础 Python100例

/ Z) N8 Y) C0 h+ m ~+ z

Python入门教程

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(2)Numpy教程

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说明:Numpy 是 Python 数值计算的基石,它提供多种数据结构、算法以及大部分设计 Python 数值计算所需的接口。Numpy 能够赋予 Python 快速处理数组的能力,除此之外,Numpy 的另一个主要用途是在算法和库之间作为数据传递的数据容器。

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教程:

0 t# P4 i4 U$ ?; y& O r$ Q" E2 K- ~

Numpy快速上手指南——基础篇

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Numpy快速上手指南——进阶篇

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Numpy入门教程

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Numpy实战全集

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练习题:

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这100道练习,带你玩转Numpy

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(3)Pandas教程

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说明:Pandas 为数据分析提供了高级数据结构和函数,使得利用结构化、表格化数据的工作快速、简单、表现力。做数据分析主要使用的 Pandas 对象是 DataFrame(用于实现表格化、面向列、使用行列标签的数据结构)和 Series(一种一维标签数组对象)。

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教程:

! D( L8 ?# G4 o) B2 v3 ^

Pandas入门教程(1)

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Pandas入门教程(2)

# y" |0 i% {1 Q4 p+ N9 W- @- c$ d4 o/ k

Pandas入门教程(3)

6 d8 L2 J) z( E2 `0 Q/ w

【Pandas教程】像写SQL一样用Pandas

+ e6 `$ v' Z7 i7 v1 F) z; z

高效分析:如何用pandas快速处理数据

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Pandas基础命令速查表

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练习题:

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Pandas120题

9 X* M& s% w# [: R5 X6 H2 _

50道练习带你玩转Pandas

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这十套练习,教你如何使用Pandas做数据分析

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(4)Xarray实例

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说明:由于气象数据大多为多维数据,Xarray 提供了一种高效读取和处理多维数据的方式方法,它特别适合处理 netCDF 文件,在类似于 NumPy 的原始数组上以尺寸、坐标和属性的形式引入标签,从而能提供给研究人员更直观,更简洁和更少出错的体验。该软件包包括一个庞大且不断增长的功能库,使用这些数据结构可以实现对气象数据的高级分析和可视化。

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xarray实例大全-目录气象行业数据分析案例

9 T- G0 a* H3 g" I/ V

xarray实例大全(一)-气象数据示例

1 ] ^$ `* q- D9 |' [/ `

xarray实例大全(二)-月平均时间序列计算季节性平均值

# J$ L9 q1 s B; T# f

xarray实例大全(三)-比较加权与非加权平均温度

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xarray实例大全(四)-多维坐标的使用

8 ^) l r% b/ { ~( T4 V2 f2 v1 H' o

xarray实例大全(五)-可视化库

5 p# C3 M. V- Y. P

xarray实例大全(六)-ROMS海洋模型示例

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xarray实例大全(七)-GRIB数据示例

8 H0 r( `6 K" C

xarray实例大全(八)-使用applyufunc

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xarray高阶利用dask并行读取数据

4 }! g4 T2 r2 K9 _$ R5 g- W

2.气象数据读取/数据处理/数据分析/数值计算

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Workshop第一期:初探气象数据Part1

/ n P t* `* s }1 r& e

Workshop第一期:初探气象数据Part2

: i; c3 [% t0 Z# z! ]2 o' {

Python读取气象数据nc格式文件的入门级操作

5 g @5 _- Y. L h1 @

Python处理HDF格式数据示例

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利用Python的requests和json包获取台风数据

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基于Python的Grads文件解析

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CALIPSO卫星数据处理

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摸鱼的气象&ython

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Python之以温度为例的气象数据缺测处理方法

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Python之一个简单的风数据处理和分析案例

, I8 L& x& [) g3 f3 E

常用气象数据下载——ERA5再分析(grib格式)

) F0 d' D# t" }7 S3 n

常用气象数据下载——我国台风历史轨迹数据

4 ~! W: O9 p; G' g; n9 a5 z

常用气象数据下载——耦合模式比较计划(CMIP6)

9 L7 t: i8 h' `. X" v

常用气象数据下载——TEMIS遥感数据

) u" {. ]- i9 A# N

常用气象数据下载——实时空气质量数据

; U& f( x R& B* e5 W$ S, I

常用气象数据下载——Hamawari8

) \3 |- q& F2 n/ g9 D8 L

常用气象数据下载——NCEP再分析资料

: H o% n: F. \. b# d& M. {' y

常用气象数据下载——探空资料

: C1 W% `3 ~; F- V2 n' ]

气象之批量下载气象数据(EC;NCEP;CMIP)(python)

3 k2 T! D; ?7 D

气候变化趋势分析常用方法

4 c+ @$ f; Q, A7 n9 C) v

气象分析之气候变量场时空结构的分离-EOF

4 K; | q0 `; h6 ` B7 v5 R

气象数据处理——重采样(Regridding)

7 Y p2 P3 z w: R7 f, I/ c# a

气象数据处理——湿位涡剖面分析

& n* Y- A3 e( s% D

气象数据分析——集合经验模态分解(EEMD)

( T4 V$ }1 r4 Y' r% `, A! e9 l2 O

气象数据分析——相关系数与时间相关系数

7 j; c5 i6 h/ c0 A- s

气象数据分析——旋转经验正交函数(REOF)

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气象数据分析——经验正交分解(EOF)

' d! S+ P6 `2 r: g U

气象数据分析——我国逐年降水的经验正交分解

5 G" Y/ Z/ K" O. |& N$ Y

气象数据处理加速器——cdo

1 ~3 z [% D9 h6 ?' A& [) G

气象数据统计方法

3 E* d2 Q1 R* ?% U0 I3 h) ]

供水管网压力预测(异常识别与缺失补全)

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特征重要性评估——Lasso回归系数

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2020华为杯E题——数据探索性分析

3 z" f! B/ c+ p% @

WRF模式模拟数据后处理(计算篇)

) \6 o) L5 Q$ v* O% i; c& C+ ]

结构方程模型(SEM)构建

* ?) w( H/ n3 h* u, ^. b

多元多项式回归拟合能见度

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两个变量场的相关分析——SVD分解

( E& g3 c) k9 d& T" S

小波分析——海温数据的时频域分解

3 ?& x" a9 e( W) T6 i ]6 N2 |0 I

基于DEM数据计算坡向、坡度和流向

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基于随机森林对特征重要性排序

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基于DBSCAN算法的人类活动GPS数据挖掘

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基于ERA5数据分析中国区域气温与降水数据的时空分布

2 w. Z7 z0 a; Y r" v" r

最常见的10种图像滤波方法

; `8 X3 Z9 X" f

3.气象可视化(1)Cartopy绘图教程

2 k0 ~$ I7 r8 W0 b+ W9 c3 y

气象数据可视化库-Cartopy官网例程大全(中文翻译版)

, `& t7 T: r* s* P

Cartopy——绘制不同投影的地图

$ Q* B/ l6 n" U

Cartopy 调用天地图在线服务(原创)

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Cartopy绘图中国地图最正确的使用方式

4 u. ]6 n9 p( P J% u; r1 ]

(2)Metpy绘图教程

: N% p7 l- u8 R" O! O& A" c2 c

Metpy气象数据可视化库官网例程大全——目录

( t+ M$ e5 S' b, z' L; z

大气科学可视化示例——降水量

# D1 n L4 K3 S3 q3 s" v) @( r, X! t

大气科学可视化示例——AWS S3 NEXRAD 档案存取和绘图

2 `6 {6 C5 c) f a+ w. e

大气科学可视化示例——声明300hPa

* G" w1 R9 }* f% G% X; d2 a

大气科学可视化示例——飓风追踪器

- E: H6 [3 ]6 n% s1 S

大气科学可视化示例——观测数据截面

* {1 Z# D8 u0 A5 S* _

大气科学可视化示例——在旧版DIFAX图表上高空观测

- Y2 ~) O) o- E, ~ `# k

大气科学可视化示例——风切变矢量

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任光彬
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