如何用fes2014全球潮模型做预测

前言

    基于Python (C语言也可)，MAC系统 (windows也可)

    python我用的编译器是Pycharm，没有python基础不影响使用

1 下载源数据

去aviso官网注册账号https://www.aviso.altimetry.fr/en/data/products/auxiliary-products/global-tide-fes/description-fes2014.html，我印象里注册的时候可以subscribe fes2014. 

• fes2014_elevations_and_load文件夹用于计算水位，里面有fes2014b_elevations/、fes2014b_elevations_extrapolated/、fes2014a_loadtide/。extrapolated做了空间插值处理，包含更多近岸地区。下载fes2014b_elevations_extrapolated/和fes2014a_loadtide/这两个文件夹，里面都是一堆nc文件

• fes2014a_currents用于计算潮流，感兴趣也可以下载

2 下载源代码

源代码地址：https://github.com/CNES/aviso-fes

下载后打开此目录：/aviso-fes-main/data/fes2014，所有文件夹都是空的，需要把下载的数据放到相应文件夹里

• 把上一步下载的fes2014b_elevations_extrapolated/夹里所有nc文件拷到/aviso-fes-main/data/fes2014/ocean_tide_extrapolated，load_tide做类似处理

• 修改ocean_tide_extrapolated.ini 和 load_tide.ini，把nc文件的路径全部改成绝对路径

3 安装pyfes

pyfes是基于python的fes2014预报软件，需要安装后调用（通过命令行安装）。这一步大概是最艰难的，有不少人安装的时候出现类似的问题（后面详细说明）

安装guidance：https://github.com/CNES/aviso-fes/blob/main/INSTALL.md

• 首先，需要安装cmake和netcdf。我看有些教程推荐通过homebrew安装cmake：https://cse.engineering.nyu.edu/cs653/OpenGLCompilationMacLinux8.pdf

• 然后，安装conda。我直接在anaconda官网下载（如果喜欢折腾也可以通过命令行下载；不建议），如果你用的是mac M1/M2 chip，请不要下载官网提供的 for M1/M2，下载 for intel版本。根据我的经历，m1/m2版本目前大概率不支持pyfes。我下载的m1/m2版本根本找不到pyfes -- 如何确认，安装好anaconda后，打开anaconda navigator，在environment里找pyfes，如果在installed和uninstalled里都找不到，就无法安装pyfes。conda装好后，打开命令行，最前面应该出现base

• 前面不建议用命令行安装conda，原因是如果你用的是mac m1/m2 chip，命令行下载应该是自动给你下载了anaconda for m1/m2而不是for intel，这样你就无法安装pyfes。希望后续的更新能解决这个问题。但是，pyfes是通过命令行安装的

• 安装pyfes：在命令行里运行 conda install pyfes -c fbriol

安装pyfes常见错误之一：

Collecting package metadata (current_repodata.json): done
Solving environment: unsuccessful initial attempt using frozen solve. Retrying with flexible solve.
Collecting package metadata (repodata.json): done
Solving environment: unsuccessful initial attempt using frozen solve. Retrying with flexible solve.

PackagesNotFoundError: The following packages are not available from current channels:

• pyfes

如何解决上述错误：

可以参考这个帖子https://github.com/CNES/aviso-fes/issues/19。我参考其中的办法，先更新conda，再尝试安装pyfes，需要在命令行运行

    conda update --all -c conda-forge

    conda install pyfes -c fbriol -c conda-forge

或者，如果还有相同错误，可以用python3.9创建一个新的环境，在新环境里安装。我建议在报这个错误的时候，打开你的anaconda navigator，确认里面是否能找到pyfes

4 进行预报

打开源代码的此目录：/aviso-fes-main/examples，tide_gauge.py用于预报具体站位某段时间的水位，fes_uv.py用于预报具体站位某段时间的流速，fes_slev.py预报全球的水位，这里以tide_gauge.py举例。在此之前我没学过python，但好在代码不复杂，稍微上网搜一下也就解决问题了。

编译器用的是Pycharm，上一步安装好pyfes后，在pycharm里import pyfes也可能会报错，需要配置一下环境。在pycharm里setting -- project:examples -- python interpreter，选择anaconda3作为interpreter

打开tide_gauge.py，这里用到了argparse函数，意思就是，你需要从命令行向tide_gauge.py传输三个（至少两个）参数，第一个指向ocean配置文件，第二个指向load配置文件，第三个是时间起点，默认是1983/01/01。这两个配置文件就是第二步里的ocean_tide_extrapolated.ini 和 load_tide.ini

此时，直接在pycharm里运行tide_gauge.py会报错，一种正确的运行方式是打开命令行，输入

• python tide_gauge.py ocean_tide_extrapolated.ini load_tide.ini

注意，这两个配置文件都需要绝对路径，或者你把这两个文件拷贝到/aviso-fes-main/examples路径下

如何在pycharm里直接运行tide_gauge.py？

如果不想在命令行里运行代码，可以在pycharm里点击run -- edit configurations，新建一个python configuration，script path选你要运行的代码文件，parameters里面填入两个配置文件：ocean_tide_extrapolated.ini load_tide.ini

我填的是绝对路径，不需要添加双引号“”或者单引号‘’，用空格隔开，保存后就可以直接运行了。parameters如何填取决于代码里add_argument怎么写，遇到问题可以参考这个帖子：https://stackoverflow.com/questions/33102272/pycharm-and-sys-argv-arguments

至此，你已经能用pyfes进行潮汐预报，剩下的就是对源代码进行修改，包括经纬度坐标和时间，输出你想要的结果。