有哪些选项在线和离线粒子跟踪海洋模型?

Question

我在找几个选择的粒子跟踪海洋建模来做一个比较不同的代码。

Answer 1

在线和离线轨迹计算之间的主要区别是,在线实现作为模型的一部分,和轨迹模型输出的一部分。离线轨迹计算是一个单独的软件,以欧拉模型输出字段作为输入,计算轨迹。

在线粒子跟踪的主要优势是,示踪粒子的位移或可以评估每个时间步,不管它有多小。作为一个结果,你可以获得一个真正的粒子轨迹基于模型产生。在线跟踪的缺点是,用户需要知道粒子释放位置和时间的运行模式。下面列出的模型(至少)支持在线拉格朗日轨迹计算:

• 海洋混合坐标模型(HYCOM)是静水,hybrid-coordinate海洋环流模型,粒子计算内置;

• 麻省理工学院的大气环流模型(MITgcm)是一个中尺度环流模型与许多物理参数化方案和一个动态内核的大气和海洋;

• 区域海洋建模系统(rom)是静水,σ坐标(地形跟踪)海洋模型与许多物理参数选项一个庞大的用户社区。

另一方面,离线粒子跟踪只能使用欧拉字段一样经常输出。因此,将会有一个错误在计算轨迹取决于输出的频率。另一方面,离线计算的主要优势是,用户可以实验和尝试部署地点,时间,覆盖面积等,因为轨迹计算通常比实际的要少得多的计算模型。这里有几个选项:

• 连接建模系统(CMS)将网格NetCDF文件作为输入,并生成拉格朗日轨迹输出。可以从各种Arakawa-staggered网格处理领域,可能会产生概率轨迹,扩散系数由用户指定(可选)。至少兼容HYCOM和rom输出。

• 阿丽亚娜也需要网格NetCDF文件和与至少HYCOM compativle, rom和尼莫模型。

• TRACMASS似乎与许多循环模型兼容。它也有一个Python接口。

所有的模型和工具中列出这个答案是不同的开放源码许可下免费下载。

Answer 2

我们在一本新书的最后阶段为沿海海洋数值粒子跟踪。最初的那本书现在分开,我们已经开发了一个进化的例程列表粒子跟踪。它可以访问http://www.nefsc.noaa.gov/drifter/particles.html。

我不想贬低@IRO-bot答案。我只是想补充他的结果。

可以发邮件给编辑和扩展詹姆斯·曼宁@NOAA

我们提供一系列的算法并不意味着是完整的。我们将算法分为两类:1)代码运行离线使用可用的模型结果和2)基于web的粒子跟踪,用户不需要任何执行(点和点击)。许多基于web的程序正在共享和应用在全球多个地区。

例子离线粒子跟踪包

• LTRANS:幼虫运输拉格朗日模型离线粒子追踪模型,使用存储的预测三维水动力模型,特别是海洋区域建模系统(rom)。尽管LTRANS建于模拟幼虫,它已经适应模拟被动粒子和其他浮游生物。LTRANS用Fortran 90,旨在跟踪粒子在三维空间的轨迹用四阶龙格-库塔方案平流和随机位移占垂直湍流。接触大肠北(美国马里兰州)enorth@umces.edu,http://northweb.hpl.umces.edu/LTRANS.htm
• 阿丽亚娜:阿丽亚娜是离线计算工具(Fortran 90/95)来计算三维流线从输出循环有限差分模型的速度场如OPA-NEMO rom或交响乐。联系从i b·布兰科、Bruno.Blanke@univ-brest.frhttp://stockage.univ-brest.fr/ grima /阿丽亚娜/
• LarvalMap: web服务是建立在一个python库,它提供了一个通用数据模型和粒子跟踪的方法。它最初是作为一个3 d开发基于web的幼虫鱼类和无脊椎动物运输模型连接到东北太平洋rom流通领域。它可以用于任何数据访问协议(DAP)循环访问数据集格式使用网络常见的气候和预测数据格式(NetCDF CF)。联系:DevOps@asascience.com。https://github.com/asascience-open/paegan-transport
• PartTrack: PartTracker是粒子跟踪研究工具目前正在MatlabTM旨在开发用于非结构化和结构化模型网格和曾被用于输出从SELFE(半拉格朗日有限元素模型隐式)评估废水和幼虫分布的目的。PartTracker适用时间自适应复合4 th-5th阶龙格-库塔数值方案(RK45)确保所需的最低标准的精度实现单个粒子的路径。RK45方法可以确保一致性的应用在粒子路径精度跨水动力地复杂域和一系列用户定义的步骤与时间的适应性方面的方法减少计算开销在水动力地简单的流动通过允许长时间的步骤。骑士BR, Zyngfogel R,福勒斯特2009 B。PartTracker€“命运分析工具对海洋的粒子。2009年澳大拉西亚的海岸和港口研讨会论文集。Dawe我,艾德。新西兰沿海社会,惠灵顿。8页。接触本奈特(Carthron研究所,新西兰。
• WebDrogue: beta发布版Java图形用户界面用于获得漂移预测模型中从指定点域和ms windows和Linux下可以安装。使用循环的漂移轨迹计算来自潮汐,季节性的意思是循环,风力循环,和地面风漂移(汉娜等al.2004)联系:杰森Chaffey ChaffeyJ@mar.dfo-mpo.gc.cahttp://www.bio.gc.ca/science/research-recherche/ocean/webdrogue/index-eng.php
• 双向多功能天车:为了确定粒子源到达一个地方,粒子跟踪可以向后运行,以确定可能的来源,然后期待确定结果的鲁棒性规定的随机性。这是描述Isobe等,2009年,例如,应用到东海。联系aisobe@sci.ehime-u.ac.jp
• ICTHYOP:开发研究物理因素(如电流、水温)和生物因素(如蛋浮力,幼虫增长)影响的动力学鱼卵和幼鱼。它收集医生和生物学家一起围绕一个共同的工具,容易和用户友好。联系:info@previmer.orghttp://www.ichthyop.org
• OILTRANS:“离线颗粒物输模型耦合到最新操作met-ocean模型预测。配方的主导石油命运传播的过程,平流、扩散、蒸发、emulsi——对和色散编码,提供模型能够准确预测的水平运动表面浮油,油进入水体的垂直夹带和溢油的质量平衡。”联系: alan.berry@marine.ies See Berry, A., T. Dabrowski, and K. Lyons. 2012. The oil spill model OILTRANS and its application to the Celtic Sea. Marine Pollution Bulletin. 64 pp. 2489-2501. Some documentation reported here.

• 沉积物运移:一个社区沿海沉积物运移模型正在开发中。这里提供一些笔记这个项目哪里有现有模型的列表。联系csherwood@usgs.gov。

  示例基于web的粒子跟踪的例程

• 从加州SCCOOS追踪Monteray湾流(http://ourocean.jpl.nasa.gov/SCB/scbmangen.jsp)
• NCSTATE:跟踪流在大西北大西洋rom / HYCOM网格联系:他游戏http://omgsrv1.meas.ncsu.edu: 8080 / ocean-circulation-useast2 / trajectory.jsp)
• ALAVAI:海洋表面漂移预测的可视化工具。环境建模和软件。Otero et al ., 2013。联系人:巴勃罗·奥特罗(https://github.com/PabloOtero/Alavai)
• 康妮工具:一个€œonline海洋科学家和管理人员调查工具的海洋模式空间的连通性。它已经被应用在幼虫色散和招聘等领域的研究中,和发展的场景和污染物扩散的风险评估。一个€联系:connie@csiro。非盟(http://www.csiro.au/connie2/)