Para este tipo de processamento de dados eu realmente recomendo R (note que eu sou um usuário pesado de R, então eu posso ser tendencioso. Mas deixe-me dividi-lo um pouco. Eu definitivamente iria para uma linguagem de alto nível como Python + numpy, Matlab ou R, e não Fortran ou C ++. Essas linguagens são poderosas que conheço por experiência, mas também mais complexas. Se não for estritamente necessário, eu manteria uma linguagem mais simples, isso permitirá que você gaste mais tempo analisando dados e menos programação.
Ao escolher uma linguagem de alto nível, eu optaria pela R. Ela é gratuita e de código aberto, possui rotinas de processamento de dados embutidas, ferramentas de visualização impressionantes e uma comunidade de usuários muito grande que fornece até as análises mais exóticas métodos. Embora você provavelmente também trabalhe feliz com alguma outra linguagem de alto nível.