pyParaOcean, система визуального анализа данных об океане: данные об океане

Таблица ссылок

• Аннотация и введение
• Данные об океане
• pyParaOcean: Архитектура
• pyParaOcean: функциональные возможности
• Практический пример: Бенгальский залив
• Заключение
• Благодарности и ссылки

2. Данные об океане

Океанографы обычно имеют дело с большими многомерными пространственно-временными наборами данных – изменяющимися во времени скалярными или векторными полями в трехмерной области. Данные генерируются с использованием моделирования, спутниковых изображений, датчиков на буях или физических наблюдений на месте. Благодаря успехам в области высокопроизводительных вычислений, выборке с более высоким разрешением и увеличению числа наблюдаемых размер таких наборов данных быстро увеличивается. Наборы данных реанализа сочетают в себе численную модель моделирования с данными наблюдений для получения данных, которые являются пространственно-временными согласованными. Данные об океане содержат сильные временные и пространственные процессы, включающие сложные взаимодействия между многомасштабными объектами [XLWD19]. Он анализируется в различных масштабах: от мелкомасштабных объектов, таких как вихри и фронты, до крупномасштабных объектов, таких как океанские бассейны и модели циркуляции.

Все визуализации в этой статье созданы с использованием двух наборов данных: Красного моря и Бенгальского залива.

Красное море: этот набор данных [TZG* 17] был предоставлен в рамках конкурса IEEE SciVis 2020. Это ансамбль из 50 членов трехмерных полей скаляров и скоростей. Данные регулярно отбираются по сетке 500 × 500 × 50 с использованием 60 временных шагов, охватывающих целый месяц моделирования. Ансамбли — это результаты смоделированных моделей с разными параметрами и начальными условиями, и они могут существенно различаться даже при небольшом изменении значений параметров. Членами являются прогнозы из установок MITgcm, настроенных для области 30◦E – 50◦E и 10◦N – 30◦N, которая охватывает все Красное море. Они реализованы в декартовых координатах с разрешением по горизонтали 0,04◦ × 0,04◦ (4 км) и 50 вертикальными слоями, с шагом поверхности 4 м и шагом дна 300 м. Набор данных доступен в формате NetCDF.

Бенгальский залив: этот набор данных создан с помощью продукта повторного анализа и доступен в репозитории Nucleus for European Modeling of the Ocean (NEMO) [Mad08], с ежедневным разрешением, охватывающим период с июля по август 2020 года, всего 62 временных шага. . Данные доступны в формате NetCDF с разрешением по широте и долготе 1/12◦. Измерения солености доступны на 50 вертикальных уровнях с разрешением от 1 м у поверхности до разрешения 450 м по направлению к морскому дну, включая 22 пробы в верхних 100 м. На основе этих данных выделен Бенгальский залив, географический регион, ограниченный 75° и 96° восточной долготы и от 5° южной широты до 30° северной широты, с глубиной до 200 м.