Строительные исследования
страница - 2
течений.
Рис. 4. Поле кинетической энергии (Ек) течений в северо-западной части Атлантического океана. В верхней части карты расположены горизонтальная цветовая шкала и деления с оцифровкой от минимального до максимального значения Ек.
Существует серьезная проблема достоверного машинного проведения изолиний по заданным в узлах регулярной сетки значениям. Если эти значения повышенно знакопеременны, как, например, для полей температуры в приполярных областях океанов, то существующие графические программы могут приводить к значительным искажениям изолиний, причем структура визуализированного поля может качественно отличаться от действительной. Поэтому при разрисовке изолиний приходится воспроизводить на экране дисплея также и цифровые значения в узлах регулярной сетки и, изменяя параметры программы, перебирать помногу вариантов, подбирая нужное соответствие изолиний с цифровыми значениями. Данная проблема для описываемого Атласа была решена просто путем отказа от проведения изолиний в пользу построения цветных карт, где каждому диапазону значений температуры, а также Ек соответствует свой цветовой оттенок.
Для перехода в пункт «Траектория» следует посредством подпункта 6 пункта «Поле» выбрать траекторию по номеру дрифтера из списка в выплывающем диалоговом окне. Альтернативный выбор индивидуальной траектории осуществляется посредством подпункта 7 курсором манипулятора на сводной карте траекторий, после чего траектория
будет нарисована отдельно. Далее в пункте "Траектория" можно пометить один из следующих подпунктов:
1.Графики компонент скорости вдоль траектории
2.График модуля скорости вдоль траектории
3.Последовательность векторов скорости вдоль траектории
4.График температуры вдоль траектории
5.Числовые значения вдоль траектории
6.Раскраска скоростных участков траектории
Примеры графиков компонент и модуля скорости, а также последовательности векторов скорости вдоль траектории приведены в [2].
На рис.5 дано изображение экрана в опции "Числовые значения вдоль траектории". При перемещении мышью светящейся точки вдоль траектории дрифтера на дополнительной панели ("Числовые значения вдоль траектории") в показанных окнах появляются координаты точки, соответствующая дата, время, а также значения компонент, модуля скорости течения и температуры воды. В последнем поле панели указан номер дрифтера.
ATLAS - [Атлдс поверхностных течений Мирового океана]- Ifl I *
Л Запись/Выход Выбор поамассива Поле Траектория И .Jsjiil
Рис.5. Пример отображения на экране индивидуальной траектории дрифтера N 9730659 и числовых значений скорости течения и температуры воды для точки с координатами 280.230 в.д. и 27.780 с.ш. в 18-00 22.4.1999 г.
Для отслеживания числовых значений вдоль траектории и отображения статистических характеристик поля скорости в квадратах сетки применен введенный в последние версии Visual Fortran безмодальный диалог (DLGMODELESS) совместно с блокирующей функцией WAITONMOUSEEVENT, реагирующей на передвижения мыши. При этом перемещение следящей метки организовано путем вставки ее образа в режиме $GXOR. При оформлении графических окон частично использованы (в основном для рисования осей координат и надписей, а также задания границ изменения математических переменных) подпрограммы из пакета научной графики SciGraph.
4. Заключение
Разработанный атлас-справочник по сути основан на коллекции дрифтерных траекторий, которые отслеживают фактические поверхностные течения в периоды измерений, давая их наглядное представление. По встроенному массиву данных о путях и скорости перемещения дрифтеров программный комплекс атласа-справочника предоставляет в интерактивном режиме графическую и цифровую информацию о течениях в поверхностном слое любого района Мирового океана.
Следует подчеркнуть, что дрифтерные данные дают возможность изучения поверхностных океанских течений с разрешением их синоптической, а также более мелкомасштабной инерционной составляющих, которые относятся к наиболее энергонесущим. Существующие бумажные атласы карт течений Мирового океана основаны как на приближенных расчетных методах, так и на неточных осредненных данных о сносе судов, дающих в совокупности весьма искаженную безвихревую картину океанских течений. Использование современного вида наблюдений - с дрейфующих буев -и современного подхода к представлению данных в виде электронного атласа выводит исследования океанских течений на качественно иной уровень и позволяет перейти от изображения далеких от реальности средних течений к изображению фактически наблюдаемых завихренных течений.
Вместе с представленными в бинарном виде файлами с данными дрифтерных наблюдений (за 1979 - 1998 гг.) и данными о рельефе дна объем программного комплекса Атласа на жестком диске составляет 227 Mb. При работе на персональном компьютере типа IBM PC желательно использовать компьютер с процессором от 500 MHz и выше и оперативной памятью не менее 256 Mb.
Настоящая работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ. Код проекта #99-0790160.
Литература
1.Касьянов С.Ю., Музыка Г.В. и Никитин О.П. "О дрифтерных наблюдениях за поверхностными течениями Мирового океана" электронный журнал "Исследовано в России", 50, стр. 676-685, 2000 г. http: zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2000/050.pdf.
2.Nikitin O.P., Kasyanov S.Y., Muzyka G.V. World Ocean Surface Currents Visualization Software Proceedings of the 3rd International Workshop on Computer Science and Information Technologies CSIT2001, Ufa, Russia, 2001, v.2, p. 32-41.
3.Rew, R. K. and G. P. Davis, "Unidatas netCDF Interface for Data Access: Status and Plans," Thirteenth International Conference on Interactive Information and Processing Systems for Meteorology, Oceanography, and Hydrology, Anaheim, California, American Meteorology Society, February 1997.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2]