지구과학을 위한 차근차근 파이썬 코딩 실습 활용편 Vol 1

기후 전문가의 파이썬 비법 전수
실전 경험에 바탕을 둔 파이썬 활용 시간 단축법

지구과학을 전공하고 있거나 관련 자료의 분석이 필요한 사람, 혹은 프로그래밍을 처음 배우고자 하는 사람이라면 누구나 Fortran, Perl, C/C++, Java, Python 등 다양한 언어 중에서 어떤 것을 사용할 것인가를 두고 고민한다. 그중 파이썬은 문법이 쉽고 간결해 인기가 높고 수많은 책과 영상이 있어 손쉽게 접할 수 있지만 정작 분석에 필요한 자료들을 처리하고 표출하고자 하면 예상치 못한 에러를 마주하게 된다. 결국은 해결 방법을 찾기 위해 많은 시간을 보내거나 급한 경우 손에 익숙한 언어로 돌아가게 되는 것이다. 이 경험을 바탕으로 저자들은 파이썬을 사용해 기상/기후 분야의 자료를 다루면서 얻은 노하우나 문제 해결 등에 초점을 두었다.

책은 5개의 장으로 구성되었다. '1. 위성관측: 구름 및 강수', '2. 위성관측: 해빙', '3. 기후모델 자료 처리', '4. 태풍 자료 분석', '5. 다양한 자료의 시각화'이다. 각 장에서는 자료를 읽는 방법과 변수 계산, 결과를 시각화하는 방법 등에 대해 차근차근 서술하였다. 저자들은 독자의 보다 쉬운 이해를 위해 결과를 시각화하는 방법을 단계를 두고 설명하는 데 집중하였다. 파이썬을 통해 실제 만들 수 있는 자료와 입력해야 할 데이터 등 또한 사진과 표로 정리하고 있다.

대기과학계에서는 자연현상을 이해하고 원인을 규명하기 위해 오랜 시간 데이터를 처리하고 분석하는 결과를 표출하는 도구를 사용해 왔다. 이 책은 저자들이 파이썬으로 자신의 연구 분야에서 결과를 어떻게 표출할 것인지를 고민한 시간이 녹아 있다. 전문가 9명의 실무 노하우가 담긴 이 책은 대기과학 전공에서 학문을 시작하는 차세대 대기과학도들과 연구자들, 기상산업계 종사자들에게 도움이 될 것이다.

1. 위성관측: 구름 및 강수

1-1. Terra/MODIS
1-2. GPM/DPR 강우강도 분포
1-3. GPM/DPR 레이더 반사도 연직분포
1-4. GPM/GMI

2. 위성관측: 해빙

2-1. GCOM-W AMSR-2 자료 읽기, 표출하기
2-2. 위성관측 밝기온도로부터 해빙방출률 산출하기
2-3. ICESat-2 위성 트랙자료를 격자자료로 변환하기

3. 기후모델 자료 처리

3-1. IRIS 설치 및 기본 기능
3-1-1. 라이브러리 설치
3-1-2. 기후모델 자료 다운로드
3-1-3. IRIS 라이브러리 불러오기
3-1-4. 큐브 자료 저장 및 읽기
3-1-5. 간단히 표출하기
3-1-6. 다양한 지도투영법 이용(Cartopy 라이브러리 활용)
3-2. IRIS 활용한 모델 후처리 방법
3-2-1. Extract
3-2-2. Categorisation
3-2-3. Intersection
3-2-4. Interpolation
3-2-5. Regrid
3-2-6. Mask
3-2-7. Annual Mean
3-2-8. Area Mean & Time-series
3-2-9. Comparison and Correlation
3-2-10. Contour Plot(Land or Ocean only)
3-2-11. Contour Plot(Level & Ticks)

4. 태풍 자료 분석

4-1. 태풍 예측 오차 막대 차트·
4-2. 태풍 진로도
4-3. 태풍 예측 강도 시계열
4-4. 태풍 연직 단면도
4-5. 해면기압과 지상강수의 예측 초기 분포

5. 다양한 자료의 시각화

5-1. scipy.optimize.curve_fit을 이용한 곡선 접합법
5-2. gridspec.Gridspec을 이용한 공간분포의 다중 표출
5-3. 공간 분포 자료를 이용한 상자수염도 표출
5-4. 다양한 공간분포 자료의 동시 표출
5-5. 다변수 회귀분석 및 데이터 표출

심성보 (sbshim82@korea.kr)
- 연세대학교 졸업(대기과학 전공)
- 연세대학교 박사(대기과학 전공)
- (현) 기상청 국립기상과학원
- 연구분야: 기후변화 원인 및 기후변동성에 관한 연구