Python para Geociências

1. Introdução

Este livro tem como objetivo ensinar Python para o público de Geociências.

A partir de dados dos principais centro mundiais de meteorologia são fornecidas dicas de como realizar a manipulação desses dados, bem como a sua visualização.

Este documento foi redigido pensando no usuário que está iniciando nesta linguagem fascinante que o Python.

Os scripts fornecidos são comentados para facilitar o entendimento.

Este documento contou com a colaboração de excelentes profissionais (listados abaixo) que possuem uma vasta experiência em Python e na manipulação e visualização de dados ambientais.

• Guilherme Martins: CV Lattes
• Jonatas Leon: CV Lattes | Github
• Diogo Ramos: CV Lattes
• Cristiano Eichholz: CV Lattes

2. Fonte dos dados utilizados

Os dados utilizados são de diferente fontes, por exemplo:

• INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais)
  • Programa Queimadas: https://queimadas.dgi.inpe.br/queimadas/portal
  • Produto MERGE: http://ftp.cptec.inpe.br/modelos/tempo/MERGE/GPM/DAILY
• ERA5/ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)
  • ERA5/ECMWF: https://cds.climate.copernicus.eu/cdsapp#!/search?type=dataset
• NCEP (National Centers for Environmental Prediction)
  • https://psl.noaa.gov/data/gridded
• NASA (National Aeronautics and Space Administration)
  • GRACE: https://nasagrace.unl.edu

Os passos a seguir devem ser digitados no terminal, pois eles instalam o miniconda (item 3) para criar o ambiente virtual (item 4) para instalar o Pyhton (item 5) e suas bibliotecas (item 6).

3. Instalação do Miniconda

É preferível instalar as bibliotecas necessárias via Anaconda. Para instalar o Anaconda, faça a instalação usando o Miniconda:

curl -O https://repo.anaconda.com/miniconda/Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh
bash Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh

Conda-forge é um repositório de pacotes adicionais que não estão no Anaconda.

Importante: Uma vez a instalação concluída, deve-se reiniciar o terminal para que a instalação seja finalizada corretamente.

Para mais informações sobre criação de ambiente virtual, basta clicar aqui.

4. Criação do ambiente virtual para executar os scripts

Será criado o ambiente virtual chamado livro_python para não danificar nada no seu ambiente de trabalho. Isso é feito para não gerar conflitos de bibliotecas.

conda create --name livro_python

4.1 Habilitando o ambiente virtual criado

conda activate livro_python

Nota-se a mudança do nome (base) para (livro_python) na linha do terminal Linux.

Mudou de:

(base) gui@DESKTOP-LD7TCRV:

Para:

(livro_python) gui@DESKTOP-LD7TCRV:

5. Instalação do Python

Este documento utiliza a versão do Python 3.9.12.

conda install -c conda-forge python==3.9.12

6. Lista de bibliotecas a serem instaladas

Os script são executados corretamente com as bibliotecas listadas abaixo. Para instalação, basta digitar os comandos no seu terminal.

pip install matplotlib==3.4.3
pip install pandas==1.4.2
pip install SkillMetrics==1.1.8
pip install proplot==0.9.4
pip install xarray==2022.3.0
pip install netcdf4==1.5.8
pip install esmtools==1.1.3
pip install cartopy==0.20.2
pip install yellowbrick==1.4
pip install seaborn==0.11.2
pip install windrose==1.6.8
pip install climate-indices==1.0.10
pip install salem==0.3.7
pip install geopandas==0.10.2
pip install rasterio==1.2.10
pip install siphon==0.9
pip install metpy==1.3.0