Алгоритмы и программы интерполяции и экстраполяции геофизических данных наблюдений Мирового океана

• Автор: Захарова, Наталья Борисовна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 185 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Данные геофизических наблюдений и методы их обработки
1.1. Типы данных геофизических наблюдений
1.2. Методы обработки и теоретического анализа данных геофизических наблюдений
1.3. Проблемы интерполяции геофизических данных наблюдений
1.4. Принципы синхронизации данных наблюдений различных типов
Глава 2. Алгоритмы интерполяции и экстраполяции данных наблюдений
2.1. Интерполяция данных наблюдений системы буев ARGO методами кусочно-линейной интерполяции и обратных взвешенных расстояний
2.2. Алгоритм интерполяции и экстраполяции данных наблюдений системы буев ARGO с учетом переноса их течениями
2.3. Построение кусочно-гармонических интерполяций на сферических поверхностях
Глава 3. Комплекс программ для интерполяции и экстраполяции данных наблюдений
3.1. Программы для интерполяции данных наблюдений системы буев ARGO методами кусочно-линейной интерполяции и обратных взвешенных расстояний
3.2. Программы для интерполяции и экстраполяции данных наблюдений системы буев ARGO с учетом переноса их течениями
3.3. Программы для построения кусочно-гармонических интерполяций на сферических поверхностях

Глава 4. Применения интерполяций геофизических полей в математическом моделировании гидротермодинамических процессов океанов и морей
4.1. Построение полей температуры и солености Мирового океана по данным профилирующих буев ARGO
4.2. Применение полей температуры и солености для решения проблемы инициализации в модели общей циркуляции Мирового океана
4.3. Исследование и численные эксперименты по решению задачи нахождения вертикальных коэффициента турбулентного теплообмена и потока тепла
Заключение
Список литературы
Список публикаций с основными результатами
Приложение 1. Инструкции по использованию Комплекса программ для
обработки, интерполяции и экстраполяции данных наблюдений
Приложение 2. Информационно-вычислительная система «ИВМ РАН - Черное море» и Система управления базой данных «Черное море»
Введение
Настоящая работа посвящена разработке алгоритмов и программ интерполяции и экстраполяции геофизических данных наблюдений Мирового океана.
Актуальность темы. При исследовании геофизических полей приходится сталкиваться с обработкой больших массивов данных. Эти данные часто представляют собой результаты наблюдений, осуществленных в произвольном множестве точек области задания изучаемого поля, и являются исходным материалом для проведения многих исследований. От качества обработки исходного числового материала существенно зависит доверие к получаемым выводам. Одной из важных задач обработки исходного числового материала являются процедуры интерполяции и экстраполяции данных на регулярные сетки.
Данная работа главным образом посвящена исследованиям и реализации вычислительных алгоритмов интерполяции и экстраполяции геофизических данных наблюдений (преимущественно данных системы буев ARGO) и применению построенных по ним полей основных океанографических характеристик в математическом моделировании и решении задач ассимиляции данных.
Обработка и интерполяция данных измерений профилирующих буев ARGO (Array for Real-time Geostrophic Oceanography) является актуальной проблемой в связи с бурным развитием наблюдательных систем мониторинга природной среды, мощных вычислительных комплексов и новейших математических алгоритмов анализа и обработки данных наблюдений и гидродинамического прогноза состояния Мирового океана. Система профилирующих буев ARGO дает уникальную оперативную информацию о глубинной изменчивости полей океана, дополняя возможности других измерительных комплексов. С

-г -I -ал о d.b i г
Рис. 1.5. Разница температуры воды на глубине 1500 м. между полем, построенным по данным буев ARGO, и данными эл. Атласа Levitus, январь, Мировой океан.
В основном разница не достигает и ГС. Также для сравнения далее
приведены два поля температуры, построенные по данным профилирующих буев
ARGO на глубине 10 м. и по данным спутниковой альтиметрии на поверхности,
усредненные за (конкретный) месяц.
Рис. 1.6. Поле температуры воды на глубине 10 м., построенное в настоящей работе по данным буев ARGO за январь 2009 года, Мировой океан, сетка 1.0°х0.5°.