读者答疑：使用 metpy 散度函数计算时的报错
前言
有读者私信询问在小编的早期文章WRFOUT 水汽通量散度实现中
ta 在运行关于 metpy 的散度函数出现了问题。
问题
你好，我在计算水汽通量散度：
qv_divergence_850 = mpcalc.divergence(to_np(qv_u850), to_np(qv_v850),dx=to_np(dx), dy=to_np(dy))
运行后报错：IndexError: too many indices for array: array is 2-dimensional, but 4 were indexed
如果改为：qv_divergence_850 = mpcalc.divergence(to_np(qv_u850), to_np(qv_v850))
运行后报错：ValueError: Must provide dx/dy arguments, input DataArray with interpretable dimension coordinates, or 1D longitude/latitude arguments with an optional PyProj CRS.
回复
遇到这样的错误通常是因为输入的数据维度不符合函数的要求。mpcalc.divergence 函数期望得到风速分量（在这里是 qv_u850 和 qv_v850）以及空间步长（dx 和 dy）作为参数，并且这些参数需要匹配适当的维度。
对于 IndexError:
错误提示 "too many indices for array: array is 2-dimensional, but 4 were indexed" 表明你在调用函数时提供了四个索引，但数组只有两个维度。这意味着 dx 和 dy 可能不是简单的标量值，而是具有多个维度的数组，这与 qv_u850 和 qv_v850 的维度不符。
对于 ValueError:
错误提示 "Must provide dx/dy arguments, input DataArray with interpretable dimension coordinates, or 1D longitude/latitude arguments with an optional PyProj CRS" 表示你需要提供空间步长参数 (dx, dy) 或者输入带有可解释维度坐标的 DataArray，或者提供 1D 的经度/纬度参数加上一个可选的 PyProj 坐标参考系统 (CRS)。
粗糙示例
import numpy as np
import xarray as xr
import metpy.calc as mpcalc
from metpy.units import units
# 定义网格尺寸
nx = 10 # 经度方向上的网格点数量
ny = 10 # 纬度方向上的网格点数量
# 创建经度和纬度坐标
longitude = np.linspace(0, 360, nx)
latitude = np.linspace(-90, 90, ny)
# 创建 DataArray 对象
# 这里我们使用随机生成的二维数组来模拟 qv_u850 和 qv_v850
qv_u850 = xr.DataArray(np.random.rand(ny, nx), dims=['lat', 'lon'], coords={'lat': latitude, 'lon': longitude})
qv_v850 = xr.DataArray(np.random.rand(ny, nx), dims=['lat', 'lon'], coords={'lat': latitude, 'lon': longitude})
# 设置 dx 和 dy 的值
dx_value = 10000.0 # 假定的水平分辨率，单位：米
dy_value = 10000.0
# 计算水汽通量散度
qv_divergence_850 = mpcalc.divergence(qv_u850, qv_v850, dx=dx_value * units.meter, dy=dy_value * units.meter)
# 显示结果
print(qv_divergence_850)<xarray.DataArray (lat: 10, lon: 10)> Size: 800B
<Quantity([[-3.45624481e+00 -6.76552812e-01 6.17101987e-01 1.43867314e+00
1.89949164e+00 -2.20262245e+00 -1.04766880e+00 -1.09091405e+00
1.15348388e+00 1.53292847e+01]
[ 1.28260803e+00 1.10854296e+00 1.47333042e+00 6.32461033e-01
9.28386385e-01 9.77718597e-01 3.49526926e-01 1.61114928e+00
5.64763408e-01 7.06040894e-01]
[-5.51285947e-05 -1.76654383e-07 5.16749271e-05 7.37319118e-06
9.38695299e-06 5.75207869e-05 3.50534313e-05 -1.05000207e-05
6.42646247e-05 1.51063337e-04]
[ 7.59285269e-05 -1.99168361e-05 9.33442835e-06 -1.18702898e-05
3.10335151e-06 5.08011669e-05 -1.48006996e-05 -7.44983338e-05
2.56258712e-05 6.39065500e-05]
[ 9.57947728e-05 5.46131392e-05 -3.60186415e-05 6.34658543e-06
5.67962905e-05 7.08131587e-06 -5.23042140e-05 -4.63428640e-06
-4.89306448e-06 -2.33882874e-05]
[ 7.56728826e-06 4.74923772e-06 2.98954605e-06 2.40120271e-05
-2.00010144e-05 2.42955839e-05 8.06610079e-06 3.63586347e-06
-1.58531592e-05 7.40870228e-05]
[ 1.48895613e-04 1.61354601e-06 -3.77634796e-05 -1.63520506e-05
-8.50579428e-05 -7.01635716e-05 -4.25021755e-06 -2.47917362e-05
-3.67329914e-05 -1.70518688e-04]
[ 9.61588168e-05 -5.17138715e-05 -9.10650968e-05 -5.81751628e-05
5.99965327e-05 -1.11127708e-05 -2.98538258e-05 -5.75929143e-05
-1.80554200e-07 1.68819836e-04]
[-8.70975656e-01 -1.35638625e-01 -1.24079330e+00 -1.19835128e+00
-1.26031041e+00 -1.27015996e+00 -9.70737138e-01 -7.88521764e-01
-2.34633829e-01 -9.71018805e-01]
[ 1.10774293e+01 -1.05078018e+00 -1.44074567e+00 -7.34551422e-01
-1.66868559e+00 1.75316659e+00 9.44032100e-01 -1.27029303e-03
1.19381518e+00 5.08042019e+00]], '1 / meter')>
Coordinates:
* lat (lat) float64 80B -90.0 -70.0 -50.0 -30.0 ... 30.0 50.0 70.0 90.0
* lon (lon) float64 80B 0.0 40.0 80.0 120.0 ... 240.0 280.0 320.0 360.0小结
问题很小，但是说明一个问题
大家还是需要下点功夫在自己的数据和想要用的函数，所谓知己知彼百战百胜。
