使用 xarray 多年的双 y 轴图，将月平均值作为 x 轴

Question

感谢您对这篇文章感兴趣。

我希望创建一个双 y 轴图来说明 2 个变量（例如 y1=融雪和 y2=排放径流）。由于我刚开始学习编码，我对 python 的了解非常有限，我很困惑如何去做。

我能够构建一个双 y 轴图和一个表示多年月平均值的图。但是，我不确定如何将这些 matplotlib 代码组合在一起，并创建一个双 y 轴图，并将月平均值作为多年的 x 轴。

月平均代码

disda = xr.open_mfdataset(sorted(['1980.nc','1981.nc', '1982.nc', '1983.nc','1984.nc','1985.nc','1986.nc','1987.nc', '1988.nc','1989.nc', '1990.nc', '1991.nc', '1992.nc', '1993.nc', '1994.nc', '1996.nc', '1997.nc', '1998.nc','1999.nc']))
snowdepth_we = xr.open_dataarray('Snow depth water equivalent.nc')


disyrs = disda.sel(time=slice('1981','1999'))
snyrs = snowdepth_we.sel(time=slice('1981','1999'))


dismonthlymean = disyrs.dis24

dislatlonmean = dismonthlymean.mean(dim=['latitude','longitude']).resample(time='M').sum()
snowlatlonmean = snmonthlymean.mean(dim=['latitude','longitude'])


disgroupby = dislatlonmean.groupby("time.month").mean("time")
sngroupby = snowlatlonmean.groupby("time.month").mean("time")

#graph commands
myfig, myax = plt.subplots(figsize=(12,6))

    
TYs = np.unique(dislatlonmean["time.year"])
disgroupby.plot.line('b-', color='blue', linestyle='-', linewidth=4, label='Discharge Mean')
for YY in TYs: 
    plt.plot(np.arange(1,13), dislatlonmean.sel(time=YY.astype("str")), 'b-', color='blue', alpha=0.2)        

TYs = np.unique(dislatlonmean["time.year"])
sngroupby.plot.line('b-', color='red', linestyle='-', linewidth=4, label='Snowdepth Mean')
for YY in TYs: 
    plt.plot(np.arange(1,13), dislatlonmean.sel(time=YY.astype("str")), 'b-', color='blue', alpha=0.2)        
        

    
myax.set_title('Western Himalayas Snow Depth and River Indus Discharge Run-off 1981-1999')
myax.set_ylabel('m of water equivalent')
myax.set_xlabel('Month')
myax.set_xticks(range(1, 13))
myax.set_xticklabels(['Jan','Feb','Mar','Apr','May','Jun','Jul','Aug','Sept','Oct','Nov','Dec'])
myax.grid()
myax.legend(['Discharge Mean','Snowdepth'])

由于这不是双 y 轴图，我无法将 2 个具有不同测量值的变量一起绘制，其中一个变量在图中变成一条平线，位于另一个图下方

另一方面，我能够使用这些命令创建一个双 y 轴图

disda_dis248199 = disda_dis24.loc['1981':'1999'].mean(dim=['latitude','longitude']).resample(time='M').mean()
snow8199 = snowdepth_we.loc['1981':'1999'].mean(dim=['latitude','longitude']).resample(time='M').mean()

x = disda_dis248199.time
y1 = snow8199
y2 = disda_dis248199

#plotting commands
fig, ax1 = plt.subplots(figsize=(14,8))

ax1.set_xlabel('Year')
ax1.set_ylabel('Snow depth water equivalent (m of w.e)')
ax1.plot(x, y1, color='red', label='River Discharge')
ax1.tick_params(axis='y', labelcolor='red')

ax2 = ax1.twinx()  # instantiate a second axes that shares the same x-axis

ax2.set_ylabel('River Discharge (m3s−1)')  # we already handled the x-label with ax1
ax2.plot(x, y2, color='blue',alpha=0.4, label='Snow depth water equivalent')
ax2.tick_params(axis='y', labelcolor='blue')

fig.legend(loc="upper right")
ax1.set_title('Western Himalayas Snow Depth and River Indus Tributaries Comparison 1981 - 2016')
ax2.grid()

我曾尝试将这两个命令合并在一起，但无济于事。

因此，我想知道是否有任何方法可以绘制像第二张图一样的双 y 轴图，但以月份为 x 轴，图上的两条线将代表 2 个不同的变量。

此外，正如您在图 1 中看到的那样，不知何故，图例仅显示了 1981-1999 年的排放平均值（粗线）和实际年平均值（细线），因此，我想知道我如何能够解决这个问题？

非常感谢您的帮助！！如果您需要更多信息，请告诉我，我会尽快回复。

Answer 1

由于您只提供了部分代码，我无法运行它，因此也无法为您更改它。但是，我将尝试解释第一段代码中应该更改的内容。

作为第一步，您要定义第二个 Axes 对象，类似于您在第二段代码中的做法：

myax2 = myax.twinx()

由于您现在有两个Axes 实例，因此您需要指定要在哪个Axes 实例（myax 或myax2）上绘制数据。这意味着，而不是

disgroupby.plot.line('b-', color='blue', linestyle='-', linewidth=4, label='Discharge Mean')
sngroupby.plot.line('b-', color='red', linestyle='-', linewidth=4, label='Snowdepth Mean')

你应该做一些事情，比如

disgroupby.plot.line('b-', ax=myax, color='blue', linestyle='-', linewidth=4, label='Discharge Mean')
sngroupby.plot.line('b-', ax=myax2, color='red', linestyle='-', linewidth=4, label='Snowdepth Mean')

注意在（关键字）参数列表中添加了ax=...。有关示例，请参阅this part of xarray's documentation。此外，您不再想使用plt.plot，因为它没有指定在哪个Axes 实例上绘制数据。相反，您想调用要在其上绘制数据的Axes 实例的plot 方法。例如，第一次出现的

plt.plot(np.arange(1,13), dislatlonmean.sel(time=YY.astype("str")), 'b-', color='blue', alpha=0.2)  

应该改为

myax.plot(np.arange(1,13), dislatlonmean.sel(time=YY.astype("str")), 'b-', color='blue', alpha=0.2)

第二次出现应该改为

myax2.plot(np.arange(1,13), dislatlonmean.sel(time=YY.astype("str")), 'b-', color='blue', alpha=0.2)

设置标签、标题等与您在第二段代码中的操作类似。

关于您的plt.plot 语句的小注释，您在参数列表中有..., 'b-', color='blue', ...。虽然这有效，但您指定了两次颜色。您可以删除color='blue' 部分或将'b-' 更改为'-'。