如何让Matplotlib子图共享单个色条？ERA5数据绘图求助

问题背景 #

基于ERA5逐小时数据集，绘制9月至次年4月的850hPa比湿月平均图，采用3×3子图布局，需让所有子图共享一个色条，替代原代码中每个子图单独添加色条的方式。

修改后的完整代码 #

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import cartopy.crs as ccrs
import cartopy.feature as cf

# 假设lons, lats, shum_month已提前加载处理完成
ib = 3
jb = 3
fig = plt.figure(figsize=(20,15))
# 统一设置色阶，确保所有子图颜色映射范围一致
levels = np.arange(0, 100)
cmap = 'magma_r'

# 定义要绘制的月份及对应标题
months = [9,10,11,12,1,2,3,4]
titles = ['(a) Sep', '(b) Oct', '(c) Nov', '(d) Dec', '(e) Jan', '(f) Feb', '(g) Mar', '(h) Apr']

# 循环绘制子图
for i in range(len(months)):
    ax = plt.subplot(3,3,i+1, projection=ccrs.PlateCarree())
    # 加载对应月份的数据，修正原代码中的索引错误
    data = np.squeeze(shum_month[shum_month.month == months[i]])
    # 仅记录第一个子图的contourf对象，用于后续创建共享色条
    if i == 0:
        chandles = ax.contourf(lons, lats, data, levels=levels, cmap=cmap)
    else:
        ax.contourf(lons, lats, data, levels=levels, cmap=cmap)
    
    # 添加地图边界特征
    ax.add_feature(cf.COASTLINE, alpha=0.5)
    ax.add_feature(cf.BORDERS, alpha=0.5, linestyle='--')
    # 设置坐标轴刻度与范围
    xticks = np.arange(8,56,8)
    ax.set_xticks(xticks)
    ax.set_xlim([8,50])
    yticks = np.arange(-50,0,10)
    ax.set_yticks(yticks)
    ax.set_ylim([-50,-10])
    # 设置子图标题
    ax.set_title(titles[i])

# 添加全局共享色条，适配子图布局调整长度
fig.colorbar(chandles, ax=fig.get_axes(), orientation='vertical', 
             label=r'850-hPa Specific Humidity $(g {kg}^{-1})$', shrink=0.8)

fig.savefig('shum_850hPa.jpg', dpi=1000)
plt.close()

关键优化说明 #

• 统一色阶基准：所有子图使用相同的levels参数，保证不同月份的数据颜色映射标准一致，这是共享色条的核心前提。
• 循环简化冗余代码：用循环替代重复的子图绘制逻辑，减少代码量，同时方便后续扩展月份数量。
• 共享色条实现：使用fig.colorbar()替代plt.colorbar()，通过ax=fig.get_axes()将色条关联所有子图，shrink参数调整色条长度以适配整体布局。
• 修复原代码错误：修正了原代码中数据集索引的笔误（如shum_month[cape_month.month==10]改为shum_month[shum_month.month==10]）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Samkelo Magwala