Instalação do wgrib2

Opção 1: Instalação na mão

Vá para o diretório Downloads e digite:

wget ftp://ftp.cpc.ncep.noaa.gov/wd51we/wgrib2/wgrib2.tgz

Em seguida, digite o comando abaixo para descompactar o arquivo wgrib2.tgz:

tar -zxvf wgrib2.tgz

Entre no diretório grib2:

cd grib2

Dentro do diretório grib2 digite as linhas abaixo

export CC=gcc
export FC=gfortran
make

Será criado o diretório wgrib2, entre nele e copie o executável wgrib2 para o diretório do seu interesse.

Adicione o caminho onde está o executável wgrib2 na sua variável de ambiente PATH que está no arquivo .bashrc. Não esqueça de atualizar o .bashrc digitando source .bashrc. Isso é feito no seu diretório home.

• Exemplos de uso do wgrib2 podem ser encontrados em:

  • http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/wesley/wgrib2/netcdf.html

  • http://www.ftp.cpc.ncep.noaa.gov/wd51we/wgrib2/tricks.wgrib2

Opção 2: Instalação via conda

conda install -c conda-forge wgrib2

Ao executar o wgrib2 e aparecer o erro abaixo:

wgrib2: error while loading shared libraries: libjasper.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory

Basta criar um link simbólico de acordo com o comando abaixo. Tudo isso é uma linha. Altere os caminhos de acordo com o seu usuário (queimadas) e ambiente virtual (risco_fogo):

ln -s /home/queimadas/miniconda3/envs/risco_fogo/lib/libjasper.so.4 /home/queimadas/miniconda3/envs/risco_fogo/lib/libjasper.so.1

Onde: /home/queimadas/miniconda3/envs/risco_fogo/lib/libjasper.so.4 representa a biblioteca que está no computador.

E /home/queimadas/miniconda3/envs/risco_fogo/lib/libjasper.so.1 representa o link simbólico que será a biblioteca a ser criada no seu computador, a que foi mostrada no erro.

Outro possível erro que pode aparecer:

wgrib2: error while loading shared libraries: libnetcdf.so.13: cannot open shared object file: No such file or directory

Basta criar um link simbólico de acordo com o comando abaixo. Tudo isso é uma linha. Altere os caminhos de acordo com o seu usuário (queimadas) e ambiente virtual (risco_fogo):

ln -s /home/queimadas/miniconda3/envs/risco_fogo/lib/libnetcdf.so.19 /home/queimadas/miniconda3/envs/risco_fogo/lib/libnetcdf.so.13

Onde: /home/queimadas/miniconda3/envs/risco_fogo/lib/libnetcdf.so.19 representa a biblioteca que está no computador.

E /home/queimadas/miniconda3/envs/risco_fogo/lib/libnetcdf.so.13 representa o link simbólico que será a biblioteca criada, a que foi mostrada no erro.

Exemplos de uso do wgrib2

Visualizar informações sobre o arquivo:

wgrib2 input.grb2

Converter grib2 para NetCDF:

wgrib2 gfs.t18z.pgrb2.0p25.anl -netcdf output.nc

Selecionar uma variável (‘:TMP:’) de interesse e salvar no formato NetCDF:

wgrib2 -match ':TMP:' gfs.t18z.pgrb2.0p25.anl -netcdf output.nc

Selecionar uma variável de interesse e recortar o dado em um domínio particular:

• Link: https://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/wesley/wgrib2/lola.html

  Sintaxe: wgrib2 -lola LonSW:#lon:dlon LatSW:#lat:dlat nome_do_arquivo formato_da_saída

Onde:

• LonSW é o valor da longitude oeste do seu domínio (sempre no formato 0° a 360°)

• #lon é o Número de pontos de longitude desejados

• dlon é a resolução espacial em graus do dado

• LatSW é o valor da latitude sul do seu domínio (sempre no formato -90 a 90)

• #lat é o número de pontos de latitude desejados

• dlat é a resolução espacial em graus do dado

• O nome_do_arquivo é o nome do arquivo a ser gerado

• formato_da_saída e o formato de saída do dado, pode ser: bin = binary, text = simple “text” format, one value per line, spread = spread-sheet format, latitude, longitude and value of each grid point e grib = grib2

• Exemplo:

wgrib2 -match '(:TMP:30-0)' gfs.t18z.pgrb2.0p25.anl -lola 240:349:0.25 -56:357:0.25 output.grb grib

Onde:

• 240 é o ponto de longitude oeste do domínio

• 349 é o número de pontos que se deseja

• 0.25 é a resolução espacial em graus

• -56 é o ponto de latitude sul do domínio

• 357 é o número de pontos que se de deseja

• 0.25 é a resolução em graus.

• O domínio de interesse é: Lon.: 120°W - 33°W e Lat.: 56°S - 33°N

• a resolução espacial do dado é de 0.25°

• 120°W = 360° - 120° = 240° => Longitude Oeste

• 33°W = 360° - 33° = 327° => Longitude Leste

• 327° - 240° = 87°/0.25° = 348 + 1 = 349, que corresponde ao número de pontos de longitude desejado

• 56°S + 33°N = 89°/0.25° = 356 + 1 = 357, que corresponde ao número de pontos de latitude desejado

Outras aplicações

Arquivo de exemplo

Para baixar os dois arquivos para a variável TMP (temperatura), basta executar a linha de comando abaixo, não esquecendo de alterar a data 20230322.

• Previsão de TMP: f001.

curl "https://nomads.ncep.noaa.gov/cgi-bin/filter_gfs_0p25.pl?file=gfs.t00z.pgrb2.0p25.f001&all_lev=on&var_TMP=on&leftlon=0&rightlon=360&toplat=90&bottomlat=-90&dir=%2Fgfs.20230322%2F00%2Fatmos" --output tmp.f001.grib2

O comando acima gera o arquivo: tmp.f001.grib2

• Análise (anl):

curl “https://nomads.ncep.noaa.gov/cgi-bin/filter_gfs_0p25.pl?file=gfs.t00z.pgrb2.0p25.anl&all_lev=on&var_TMP=on&leftlon=0&rightlon=360&toplat=90&bottomlat=-90&dir=%2Fgfs.20230322%2F00%2Fatmos” –output tmp.anl.grib2

O comando acima gera o arquivo: tmp.anl.grib2

• Previsão de u e v: f001.

curl "https://nomads.ncep.noaa.gov/cgi-bin/filter_gfs_0p25.pl?file=gfs.t00z.pgrb2.0p25.f001&lev_850_mb=on&var_UGRD=on&var_VGRD=on&leftlon=0&rightlon=360&toplat=90&bottomlat=-90&dir=%2Fgfs.20230322%2F00%2Fatmos" --output uv.grib2

O comando acima gera o arquivo: uv.grib2

Mostrar o domínio espacial do arquivo

wgrib2 -domain tmp.f001.grib2

Mostar o nome da variável do arquivo

wgrib2 -ext_name tmp.f001.grib2

Mostrar informações sobre o domínio espacial do arquivo

wgrib2 -grid tmp.f001.grib2

Mostrar os níveis verticais do arquivo:

wgrib2 -lev tmp.f001.grib2

Mostrar o valor da variável em uma determinada longitude/latitude

A conversão será sempre:

wgrib2 -lon <longitude> <latitude> <arquivo.grib2>

Exemplo:

wgrib2 -lon -60 -30 tmp.f001.grib2

Mostrar o valor máximo

wgrib2 -max tmp.f001.grib2

Mostra o valor mínimo

wgrib2 -min tmp.f001.grib2

Mostrar o número de pontos de grade

wgrib2 -nxny tmp.f001.grib2

Mostrar as informações do arquivo

wgrib2 -s tmp.f001.grib2

Ou, mais completa:

wgrib2 -S tmp.f001.grib2

Mostrar estatística do arquivo

wgrib2 -stats tmp.f001.grib2

Mostrar a saída diagnóstica

wgrib2 -V tmp.f001.grib2

Mostrar o nome da variável

wgrib2 -var tmp.f001.grib2

Verbose

wgrib2 -v0 tmp.f001.grib2

Opções: v, v0, v1, …, v99

Gerar um arquivo csv

Geração do arquivo de TMP para 1000 mb:

wgrib2 -match ":TMP:1000 mb:" tmp.f001.grib2 -grib tmp.1000mb.f001.grib2

Geração do arquivo no formato “.csv”.

wgrib2 tmp.1000mb.f001.grib2 -csv saida.csv

Outra possibilidade:

wgrib2 tmp.1000mb.f001.grib2 -csv_long saida.csv

Calcular a direção do vento (em graus) a partir de u e de v

Neste exemplo, as componentes do vento são extraídas no nível de 850 mb para calcular a direção do vento.

wgrib2 -match ':(UGRD|VGRD):850 mb' gfs_f001_20230414.grib2 -wind_dir dir850hpa.grib2

Onde:

gfs_f001_20230414.grib2: é o seu arquivo grib2

dir850hpa.grib2 : é o arquivo que será gerado com a direção do vento. Altere o nome de acordo com a sua necessidade.

Calcular a velocidade do vento (em m/s) a partir de u e de v

Neste exemplo, as componentes do vento são extraídas no nível de 850 mb para calcular a velocidade do vento.

wgrib2 -match ':(UGRD|VGRD):850 mb' gfs_f001_20230414.grib2 -wind_speed vel850hpa.grib2

Onde:

gfs_f001_20230414.grib2: é o seu arquivo grib2

vel850hpa.grib2: é o arquivo que será gerado com a velocidade do vento. Altere o nome de acordo com a sua necessidade.

Caso seja necessário gerar a velocidade e a direção do vento no mesmo arquivo, basta fazer:

wgrib2 -match ':(UGRD|VGRD):850 mb' gfs_f001_20230414.grib2 -wind_dir dir_vel850hpa.grib2 -wind_speed dir_vel850hpa.grib2

Nota-se que, o arquivo a ser gerado é o mesmo na função -wind_dir e -wind_speed, isto é, dir_vel850hpa.grib2. Isso ocorre para que os resultados sejam armazenados no mesmo arquivo.

Selecionar os níveis verticais de um arquivo

A partir de um arquivo de uma simulação do modelo GFS, deseja-se visualizar as variáveis que estão nele:

wgrib2 gfs.0p25.2018042200.f006.grib2

Supondo que deseja-se trabalhar com a variável TMP. O objetivo consiste em salvar apenas esta variável no formato NetCDF. Para isso, basta digitar o comando abaixo:

wgrib2 -match 'TMP' gfs.0p25.2018042200.f006.grib2 -netcdf out.TMP.nc

O problema é que são geradas muitas ocorrências que contém a variável TMP.

Neste caso, imagina-se que se deseja apena a TMP a 2 metros. O comando a ser utilizado será:

wgrib2 -match ':TMP:2 m above ground:' gfs.0p25.2018042200.f006.grib2 -netcdf out.TMP.nc

O arquivo gerado contém apenas a variável TMP a 2 metros. Como sabemos disso? Basta digitar o comando abaixo:

ncdump -h out.TMP.nc

Há um trecho do comando acima que mostrará a seguinte informação:

float TMP_2maboveground(time, latitude, longitude)

Aqui, foi tranquilo. Agora, vamos dificultar um pouco. Supondo que se deseja obter a TMP somente para todos os níveis verticais. E agora? Basta usar o comando abaixo:

wgrib2 gfs.0p25.2018042200.f006.grib2 -match "(:TMP:[0-9]* mb:)" -netcdf out.TMP.nc

O que foi gerado? Ao digitar o comando abaixo:

ncdump -h out.TMP.nc

Nota-se que, a variável TMP veio com os níveis verticais separados. Como se fossem variáveis independentes, e não é isso que se deseja. O objetivo, é ter a variável TMP com todos os níveis verticais juntos, e não separados. Para isso, utiliza-se o mesmo comando com o parâmetro -nc_nlev.

wgrib2 gfs.0p25.2018042200.f006.grib2 -nc_nlev 31 -match "(:TMP:[0-9]* mb:)" -netcdf out.TMP.nc

O parâmetro -nc_nlev 31 diz que são 31 níveis verticais que estão no arquivo.

Agora, deseja-se selecionar alguns níveis verticais em particular. Basta fazer:

wgrib2 gfs.0p25.2018042200.f006.grib2 -nc_nlev 5 -match ":TMP:(600|650|700|750|800) mb:" -netcdf out.TMP.nc

Lembrando que foram selecionados apenas 5 níveis verticais, por isso, -nc_nlev 5.

Digite o comando:

ncdump -c out.TMP.nc

Na última linha, terá a seguinte informação:

plevel = 600, 650, 700, 750, 800 ;

São os níveis verticais selecionados.

Selecionar mais de uma variável e vários níveis verticais de um arquivo

Agora, deseja-se selecionar alguns níveis verticais em particular. Basta fazer:

wgrib2 gfs.0p25.2018042200.f006.grib2 -nc_nlev 5 -match ":(TMP|RH):(600|650|700|750|800) mb:" -netcdf out.TMP.nc

Onde:

• TMP: é a temperatura

• RH: é a umidade relativa

Para adicionar mais variáveis, basta fazer:

wgrib2 gfs.0p25.2018042200.f006.grib2 -nc_nlev 5 -match ":(TMP|RH|HGT):(600|650|700|750|800) mb:" -netcdf out.TMP.nc

Neste novo exemplo, adicionou-se a variável HGT.

Converter arquivo de previsão subsazonal do CPTEC para NetCDF

O objetivo consiste em converter do formato Grib2 para NetCDF os arquivos que estão em:

https://dataserver.cptec.inpe.br/dataserver_subsaz/real_time_forecast_to_ecmwf

Eles representam as previsões do modelo global do CPTEC.

O formato do diretório é AAAAMMDD00. Dentro dele estão vários arquivos com os seguintes nomes:

• s2s_sbsj_prod_enfo_AAAAMMDD00_pl_000.grib2

  • pl: pressure level (nível de pressão)

  • Variando de 000 até 010 membros.

• s2s_sbsj_prod_enfo_AAAAMMDD00_sl_000.grib2

  • sl: surface level (superfície)

  • Variando de 000 até 010 membros.

Ao realizar o download do arquivo para sua máquina local, basta digitar os comandos abaixo. Lembrando que o arquivo deve ser alterado para a data de interesse:

A opção -I type agrupa as variáveis. Exemplo, as variáveis que possuem nível vertical (pl) são 6 no total. Com o comando abaixo, a variável TMP (temperatura), por exemplo, agrupará todos os níveis verticais (são 10 no total) na variável TMP. Este mesmo procedimento será feito para as demais variáveis que estão no arquivo.

grib_to_netcdf -I type s2s_sbsj_prod_enfo_2025120300_pl_000.grib2 -o s2s_sbsj_prod_enfo_2025120300_pl_000.nc

Para as variáveis de superfície (sl), são 21 no total:

grib_to_netcdf s2s_sbsj_prod_enfo_2025120300_sl_000.grib2 -o s2s_sbsj_prod_enfo_2025120300_sl_000.nc

onde:

• s2s_sbsj_prod_enfo_2025120300_sl_000.grib2: é o arquivo que encontra-se na máquina local.

• -o: é parâmetro de saída (output).

• s2s_sbsj_prod_enfo_2025120300_pl_000.nc: é o nome do arquivo definido pelo usuário.