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河南省 ERA5 气象数据处理教程（2020–2025 每月均值）

news 2025/9/19 11:53:12

河南省 ERA5 气象数据处理教程（2020–2025 每月均值）

本文介绍如何使用 Google Earth Engine (GEE) 获取河南省 2020–2025 年 ERA5-Land 日值数据，并计算每月均值，生成 2020–2024 年月平均数据，最后导出 CSV 文件。

1. 准备工作

数据来源

边界矢量：自建 FeatureCollection projects/ee-tilmacatanla/assets/boundry/china_provinces
气象数据：ERA5-Land 日值聚合数据集 ECMWF/ERA5_LAND/DAILY_AGGR
- 变量：
  - temperature_2m：2米气温（K）
  - temperature_2m_max：最高气温（K）
  - temperature_2m_min：最低气温（K）
  - volumetric_soil_water_layer_1：土壤含水量 0–7cm（m³/m³）
  - total_precipitation_sum：日降水量（m）
  - total_evaporation_sum：日蒸发量（m）

2. 载入河南省边界

var china_provinces = ee.FeatureCollection("projects/ee-tilmacatanla/assets/boundry/china_provinces");
var henan = china_provinces.filter(ee.Filter.eq('name','河南省')).geometry();

使用 filter 选取河南省几何边界。
后续计算区域均值都基于此范围。

3. 设置年份和月份

var allYears = ee.List.sequence(2020, 2025);
var allMonths = ee.List.sequence(1,12);

定义年份和月份列表，方便循环计算每月数据。

4. 定义计算每月河南省平均函数

function monthlyERA5(year, month) {var start = ee.Date.fromYMD(year, month, 1);var end = start.advance(1, 'month');var era5 = ee.ImageCollection("ECMWF/ERA5_LAND/DAILY_AGGR").filterDate(start, end).filterBounds(henan);var era5_proc = era5.map(function(img) {return ee.Image.cat([img.select('temperature_2m').subtract(273.15).rename('Tmean_C'),img.select('temperature_2m_max').subtract(273.15).rename('Tmax_C'),img.select('temperature_2m_min').subtract(273.15).rename('Tmin_C'),img.select('volumetric_soil_water_layer_1').rename('Soil0_7cm_m3m3'),img.select('total_precipitation_sum').multiply(1000).rename('Precip_mm'),img.select('total_evaporation_sum').multiply(1000).rename('Evap_mm')]);});var meanDict = era5_proc.mean().reduceRegion({reducer: ee.Reducer.mean(),geometry: henan,scale: 10000,maxPixels: 1e13});var Tmean = ee.Algorithms.If(meanDict.contains('Tmean_C'), meanDict.get('Tmean_C'), null);var Tmax  = ee.Algorithms.If(meanDict.contains('Tmax_C'),  meanDict.get('Tmax_C'),  null);var Tmin  = ee.Algorithms.If(meanDict.contains('Tmin_C'),  meanDict.get('Tmin_C'),  null);var Soil  = ee.Algorithms.If(meanDict.contains('Soil0_7cm_m3m3'), meanDict.get('Soil0_7cm_m3m3'), null);var Precip= ee.Algorithms.If(meanDict.contains('Precip_mm'), meanDict.get('Precip_mm'), null);var Evap  = ee.Algorithms.If(meanDict.contains('Evap_mm'),   meanDict.get('Evap_mm'), null);return ee.Feature(null, {'year': year,'month': month,'Tmean_C': Tmean,'Tmax_C': Tmax,'Tmin_C': Tmin,'Soil0_7cm_m3m3': Soil,'Precip_mm': Precip,'Evap_mm': Evap});
}

将温度单位从 K 转为 °C。
降水和蒸发量从米转换为毫米。
使用 ee.Algorithms.If 处理缺失值，保证安全获取。

5. 生成 2020–2025 年每月 FeatureCollection

var allMonthlyNested = allYears.map(function(y){return allMonths.map(function(m){return monthlyERA5(y, m);});
});var allMonthlyFC = ee.FeatureCollection(ee.List(allMonthlyNested).flatten());
print('河南省 2020-2025 每月均值', allMonthlyFC);

使用嵌套循环，生成每年每月的 Feature。
flatten() 将嵌套列表展平为单一 FeatureCollection。

6. 计算 2020–2024 年每月平均

var monthly_2020_2024 = allMonthlyFC.filter(ee.Filter.lte('year', 2024));var monthlyMean_5yr = allMonths.map(function(m){var monthData = monthly_2020_2024.filter(ee.Filter.eq('month', m));return ee.Feature(null, {'month': m,'Tmean_C': monthData.aggregate_mean('Tmean_C'),'Tmax_C': monthData.aggregate_mean('Tmax_C'),'Tmin_C': monthData.aggregate_mean('Tmin_C'),'Soil0_7cm_m3m3': monthData.aggregate_mean('Soil0_7cm_m3m3'),'Precip_mm': monthData.aggregate_mean('Precip_mm'),'Evap_mm': monthData.aggregate_mean('Evap_mm')});
});var monthlyMeanFC = ee.FeatureCollection(monthlyMean_5yr);
print('河南省 2020-2024 每月均值', monthlyMeanFC);

对 2020–2024 年同一月份数据取平均，生成 5 年月均值。

7. 导出 CSV 文件

Export.table.toDrive({collection: allMonthlyFC,description: 'Henan_ERA5_2020_2025',folder: 'Henan_ERA5',fileNamePrefix: 'Henan_ERA5_2020_2025',fileFormat: 'CSV',selectors: ['year','month','Tmean_C','Tmax_C','Tmin_C','Soil0_7cm_m3m3','Precip_mm','Evap_mm']
});Export.table.toDrive({collection: monthlyMeanFC,description: 'Henan_ERA5_MonthlyMean_2020_2024',folder: 'Henan_ERA5',fileNamePrefix: 'Henan_ERA5_MonthlyMean_2020_2024',fileFormat: 'CSV',selectors: ['month','Tmean_C','Tmax_C','Tmin_C','Soil0_7cm_m3m3','Precip_mm','Evap_mm']
});