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ERA5 数据下载流程:从注册账号到数据下载

ERA5 数据下载流程:从注册账号到数据下载

1、ERA5是什么?

在遥感分析、生态监测和气候研究中,经常需要获取某一区域长时间序列的气象数据,例如降水、气温、风速、土壤湿度以及大气水汽等。然而,传统气象站数据往往存在站点分布不均、获取困难等问题。ERA5作为欧洲中期天气预报中心(ECMWF)发布的第五代全球再分析数据集,凭借覆盖全球、时间序列长、变量丰富和免费开放等优势,已成为当前地学研究中最常用的气象数据来源之一。

2、数据下载

首先打开ECMWF数据服务官网,进入数据下载平台首页。

(https://cds.climate.copernicus.eu/)

在官网首页点击“Register(注册)”按钮,进入账号注册页面。

按照页面要求填写邮箱、用户名、密码等基本信息,并完成注册申请。

注册完成后,系统会向注册邮箱发送激活邮件。进入邮箱,点击邮件中的激活链接完成账号验证。

账号激活成功后,返回官网,输入注册时使用的用户名和密码登录平台。首次登录时,系统通常会提示用户完善个人资料,按照页面要求填写相关信息后提交即可。资料完善完成后,即可正常访问数据服务平台并进行数据检索与下载。

登录成功后,在首页或数据目录中选择需要下载的数据产品,进入数据检索页面(https://cds.climate.copernicus.eu/datasets)。

CDS 数据很多,但日常研究最常用的其实就几类。不用把所有数据集都看一遍,先根据研究对象选择合适的数据即可。

数据集

主要变量

适合研究

ERA5 single levels

2m气温、降水、10m风、辐射、气压

气候变化、极端天气、水文、生态、能源

ERA5 pressure levels

不同气压层的温度、湿度、风、位势高度

大气环流、台风、季风、高空天气系统

ERA5-Land

土壤湿度、径流、蒸散发、陆面温度

陆面过程、水文、农业干旱、生态环境

AgERA5

农业气象指标

作物模型、农业气候、产量影响、农业干旱

ERA5 drought indices

SPI、SPEI等干旱指数

干旱监测、极端气候、水资源评估

Satellite soil moisture

卫星土壤湿度

土壤水分、干旱、遥感验证

Sea surface temperature / sea level

海表温度、海平面高度

海洋气候、ENSO、海岸带风险

CMIP / climate projections

未来气温、降水、极端指标

未来气候变化、SSP情景、风险评估

根据研究需求选择对应的数据产品。ERA5提供了丰富的气象变量,包括气温、降水、风速、气压、土壤湿度、水汽含量等。以应用最广泛的气象要素降水为例,介绍ERA5数据的下载流程。

点击【Download】进入数据下载界面。在变量(Variable)选项中选择需要下载的气象要素。本文以降水数据为例,因此选择 Total precipitation(总降水量) 作为下载变量。

在时间(Date)设置部分,选择需要下载的数据时间范围。本文以 2025年降水数据 为例,因此将年份设置为2025。

在【Geographical area】部分,可以选择全球范围数据,也可以通过输入经纬度坐标自定义研究区域。为了减少数据量并提高下载效率,本文选择中国区域作为研究范围。

在完成变量、时间和空间范围设置后,还需要设置数据输出格式和下载方式

(1)Data format(数据格式)

GRIB:ECMWF官方推荐的数据格式,文件体积较小,下载速度较快,适合长期存储和批量下载。但使用时通常需要借助 GDAL、Panoply、Python(cfgrib)等工具进行读取。

NetCDF4:NetCDF 是地学领域应用最广泛的数据格式之一,可直接被 ArcGIS、QGIS、MATLAB、Python(xarray、netCDF4)等软件读取和处理。对于遥感分析、气候分析及科研工作而言,通常推荐选择 NetCDF 格式。

(2)下载方式:

Unarchived:不进行压缩。如果下载结果仅包含单个文件,则直接下载原始数据文件。

Zip:将下载结果压缩为 ZIP 文件后再下载。当下载任务包含多个文件时,推荐选择该方式,便于文件管理和传输。

完成变量、时间和空间范围设置后,点击页面底部的【Submit form】按钮提交下载任务。

系统会自动创建下载任务并进入队列进行处理。任务处理时间与所选数据量及服务器负载有关,通常需要数秒至数十分钟甚至几小时不等。待任务处理完成后,即可在任务列表中下载对应的 NetCDF(.nc)格式数据文件。