python-Metpy教程——计算CAPE示例

from metpy.units import units
from metpy.calc import cape, dewpoint, theta_e, total_variate
import numpy as np
 
# 假设我们有以下数据：
temperature = np.array([20, 18, 15, 12]) * units.degC
pressure = np.array([1000, 850, 700, 500]) * units.hPa
specific_humidity = np.array([0.01, 0.02, 0.03, 0.04]) * units.kg / units.kg
 
# 计算LCL的高度
lcl_height = theta_e(temperature[0], specific_humidity[0], pressure[0]) - temperature[0]
 
# 计算对流层的高度
convective_temp = temperature - lcl_height
 
# 计算对流层的温度和湿度的总变异
t_var = total_variate(convective_temp, temperature)
h_var = total_variate(convective_temp, specific_humidity)
 
# 计算CAPE
cape_val = cape(convective_temp, specific_humidity, pressure, t_var, h_var)
 
print(f'CAPE值为: {cape_val:.2f} J/kg')

这段代码展示了如何使用Metpy库中的函数来计算CAPE值。首先，我们导入了必要的Metpy模块和numpy。然后，我们假设有气压、温度和特定湿度的数据，并使用Metpy提供的函数来计算LCL高度、对流层的气象元素、对流层气象参数的总变异以及最终的CAPE值。最后，我们打印出CAPE值，这里的结果是一个单位为J/kg的数值。