pyParaOcean、海洋データの視覚的分析システム: ケーススタディ: ベンガル湾

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概要と序文

海洋データ

pyParaOcean: アーキテクチャ

pyParaOcean: 機能

ケーススタディ: ベンガル湾

結論、謝辞、参考文献

5. ケーススタディ: ベンガル湾

夏季モンスーン海流 (SMC) はインド洋の循環の顕著な特徴であり、SMC はスリランカの周りを流れてベンガル湾に流れ込みます。私たちは pyParaOcean を使用して、特にモンスーン期間中のベンガル湾のさまざまな現象を研究しています。

渦。図 5 は、モンスーン期の湾内の主要な流れと渦の大まかな概略図である。SMC の右側にある大きな高気圧渦 (AE) と、その左側にあるスリランカ ドーム (SLD) として知られる低気圧渦 [VY98] は、夏の間この地域でよく見られる特徴である。AE は直径約 500 km で、スリランカ沖の南東に位置し、高気圧循環による内部の激しい下降流を特徴とする。[VY98] は、AE が SMC とスマトラ島から入ってくるロスビー波の相互作用によって形成されると提案した。AE の出現と消失のタイムラインは、後の研究 [VCMN04] で文書化された。AE は 6 月に形成が始まり、7 月に円形に発達し、8 月に弱まる (図 6 と付属のビデオを参照)。

塩分輸送。pyParaOceanは、ベンガル湾における AE の影響を分析するための効率的なツールとして機能します。流線とパスラインは、AE に関連する循環と海洋におけるその動きを視覚化します。磁力線をスカラーのボリューム レンダリングに重ねて、渦によって引き起こされる輸送を視覚化できます。図 7 と付属のビデオは、塩分輸送における AE の役割を示すために、さまざまな時間ステップで塩分ボリューム レンダリングに重ねた流線を示しています。この表現では、SMC によるアラビア海からベンガル湾への高塩分水の移動と、AE によるその再循環がよく捉えられています。高塩分水の表面前面を追跡し、長寿命の軌跡を強調表示することで、この地域の重要な塩分移動の概要を捉えることができます。図 4 に示すように、インド沿岸に向かって移動する軌跡が見られます。

沈降。図 8 と付随するビデオは、深度プロファイル フィルターを使用して、AE による 27 度等温線の低下を視覚化している様子を示しています。渦の高気圧性により、渦の内部に沈降が発生し、比較的暖かい水が下方に押し下げられます。平行座標ビューには、関心のある地点に渦が到達したことによる水柱内の温度、塩分、速度の変化が示されています。

経験とパフォーマンス。このケーススタディは、海洋学者の共著者と共同で実施されました。pyParaOcean を使用すると、SLD や高塩分水の動きなどの現象に関するいくつかの観察を行うことができます。海洋学者の共同研究者は通常、2D 分析に pyFerret などのツールを使用しますが、pyParaOcean の機能が非常に便利であることがわかりました。この最初の満足のいく経験の後、pyParaOcean を使用して高解像度のモデル出力の研究に協力する予定です。表面前面追跡フィルターと渦検出フィルターには数分かかりますが、他のすべてのフィルターには 1 ～ 2 秒かそれ以下しかかかりません。すべての実験は、8 コア AMDEPYC 7262 @ 3.2 GHz CPU、512 GB メインメモリ、NVIDIA RTX A4000 (16 GB) GPU を備えたワークステーションで実行されました。表面前面の計算は、Python マルチプロセッシング ライブラリを使用して並列化されていますが、実行時間をさらに改善する余地があります。渦検出および可視化フィルタも、計算の一部を並列化することで最適化できます。今後、これに取り組む予定です。