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《流浪地球》中的气象科技如何用Python实现?

日期: 来源:可以叫我才哥收集编辑:异步图书

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春节档火爆全球的科幻电影《流浪地球》,你看了吗?
小异看完这部电影,不仅感受到了中国式科幻的强大魅力,同时也开始担忧N年后人类可能面临的种种极端气象。
在电影的设定中,“流浪地球”计划一旦开始,地球气候将进入“地狱模式”:高温、海平面上升、自转停止、海洋沸腾……,这些将成为人类的噩梦
幸好,我们已经能够利用科技的力量提前一步做好预案!
目前,科学家们使用技术模拟和监测到了很多海洋、地理、气候、水文和生态等气象状况。其中,Python成为了很多人的首选技术,甚至还有热心网友用Python模拟了《流浪地球》中的木星引力弹弓效应

图1:网友模拟代码及效果图

由此可见,Python已经成为气象领域重要的数据处理及可视化工具之一
如果你恰好也是一名气象人,想用Python来让事业“顺风顺水”,那就赶快和小异一起来看看《Python气象应用编程》这本书。
地球的明天,也许就掌握在你手中!
全网无对手,新手闭眼入


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在看到这本书之前,小异搜遍全网,居然没发现几本专门介绍气象编程的书籍?!
能找到的书籍,绝大多数内容都是碎片化的知识讲解,并没有形成体系。既没有靠谱的老师,也没有过硬的教材,只能全靠自学。
本书的横空出世,可以说是填补了气象编程领域的空白。不论是构思还是内容,它都让人眼前一亮
虽然对于很多程序员来说,Python并不陌生,但对于气象人而言,它仍是一个新命题
为了照顾到这类读者的特殊性,作者选择从零开始讲起:先介绍Python和Linux的基础知识,再让读者逐渐上手数据读取与处理,过渡到Python绘图基础知识与常用的气象绘图方案,然后进阶介绍物理量计算以及统计方法与检验等,最后补充介绍简易机器学习入门和几种Python计算加速方案。
这种循序渐进的讲解方法,更容易为新手所接受。

在此,小异要提醒各位:语言基础知识对于后期熟练使用Python非常关键,无编程基础或需巩固基础的读者一定要仔细阅读完前2章,夯实基础再往后学习,不要贪多贪快!

另外,考虑到很多新手在此之前并没有接触过编程,作者索性地把环境配置、安装、程序下载全部安排到内容里了。
它的内容细致程度更是难以想象,连百度搜什么关键词、单击什么按钮、目录如何设置诸如此类的细节都涉及了。就算是小学生水平,也能学个八九不离十,可以说把小白的畏难心理降到了最低,称这本书是“有手就能学”绝对不为过!

图2:书中详细讲解安装

为了结合气象工作的实际,书中的大量案例也是源自应用场景,比如“南半球极射赤面投影基本函数”“风向图”等,既保证读者能够轻松理解,也保证大家可以学以致用
通过阅读本书,读者可以在较短时间内掌握Python在气象数据处理与可视化中的常用编程技能。通过学习,你也可以做出下图中的可视化效果哟!
构思细致到位,细节体贴入微,这本书真的很能打。
如果你还在斟酌选择哪本教程来开启Python气象编程之旅,别犹豫,它就是你的不二之选
南信大学霸“三巨头”实力打造


之所以没有流入普通编程书的俗套,主要原因在于背后作者的“特殊背景”。

这三位作者并不是开发者出身,反而具有清一色的气象研究背景,这注定了本书不会沦为单纯的编程工具书,它可以真正从气象工作痛点出发,提供行之有效的问题解决方案。

图3:本书的三位作者


本书的三位作者均来自南京信息工程大学大气科学学院。

这所学院可大有来头!它的前身是1960年南京气象学院创建时建立的气象学系,是国务院1978年首批硕士学位招生点挂靠院系。学院成员先后斩获国内各类科技奖励140余项,海外院长王斌教授还获得国际大气科学界最高荣誉罗斯贝奖章

浓郁的学术氛围孕育出了三位莘莘学子,也为本书培养了最出色的作者团队。其中,杨效业与张诗悦均为南信大气象学博士在读,杨青霖毕业于南信大大气科学专业,目前就职于百度。三人不仅都具备气象学的学术背景,更是在工作和学习中经常使用Python处理数据,这为他们联合著书提供了基础。

作者之一的杨效业博士是本书发起人。硕博连读期间,他以第一作者发表SCI论文8篇、以合作作者发表SCI及北大核心论文15篇和23篇核心期刊论文,更是连续获得国家奖学金、江苏省三好学生等荣誉……


怪不得扬子晚报称他“奖学金拿到手软”!
事实上,杨效业博士在研究生入学前就开始自学Python编程。课余时间,他还联合几位气象爱好者开设了“气海无涯”公众号,专门用来分享记录Python气象编程知识。

2020年春天,他开始系统整理自己对于气象领域Python编程的经验和心得,并将这些观点发布在气象家园、简书等平台,并收获了超过三十万次浏览

图5:杨效业发布的分享帖


正是这个无心插柳的动作,酝酿出我们今天看到的这本书。

帖子火了之后,吸引了很多国内外同行,也令人民邮电出版社向他伸出了橄榄枝——

杨效业博士即刻联手两位同门伙伴将相关内容编写成书。他们将日常学习和工作中的编程知识与气象学应用融入到本书当中,打造出一本理论实践相结合、不脱离实际的教程。
多平台上线,业内大牛力荐


此外,作者还加入了数据科学开源社区和鲸社区,并在社区内发布了气象数据分析教程。社区用户也对本书的出版非常期待。

在得知本书出版后,业内知名学者纷纷发来贺电!其中,贴近实际是本书最普遍的评价。

“本书立足于实践体系、梳理了基于 Python 的气象数据分析工具链,对气象研究者和从业者非常有帮助,是气象数据科学领域优质的实践应用型图书。” 

——和鲸科技执行总裁兼首席产品官殷自强

南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室研究员曾刚评价这本书为:内容深入浅出,实例丰富详尽,非常适合气象及相关专业人员学习。
为了让读者更高效地学习Python编程,本书还提供了配套资源,读者只需访问异步社区(https://www.epubit.com/)本书页面,按提示进行操作即可。
入手不亏,气象人快冲!


Python这门语言已经问世34年了,从简单地处理数据到今天可以赋能各个领域,甚至在气象学领域也为自己打开一扇大门。

现阶段,Python已经有不少功能完善的关于地球科学的库,在科学计算和机器学习方面也拥有相当丰富的开源工具支持,气象研究人员使用Python将获得多个领域强大工具的帮助。

无论你是大气科学专业及其相近专业本科及以上的学生、科研人员、从业人员,还是对气象数据处理和可视化感兴趣的爱好者,这本书都能帮你更高效地处理气象工作,赶快下单get它吧!

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文案:老王sai  编辑:fine.  审校:桐希、罗玉淇、李晓瑜

参考来源:

1.用python模拟《流浪地球》的木星引力弹弓效应

2.人生不设限,南信大少年可攀巅峰!

3.扬子晚报:五年发表23篇核心期刊论文,南信大学霸获得江苏省三好学生荣誉


—END—


赠送规则:通过留言点赞的方式送出,转发本文至朋友圈+文末留言,留言点赞数量最多的第1位读者将获得1本,随机抽1本。
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