seminarium naukowe wrocław 14.01.2013

23
Rola oscylacji półrocznej i rocznej w generowaniu niesymetrycznych Rola oscylacji półrocznej i rocznej w generowaniu niesymetrycznych zmian poziomu oceanu podczas bardzo silnych epizodów ENSO” zmian poziomu oceanu podczas bardzo silnych epizodów ENSO” Opracowanie: M. Świerczyńska, T. Niedzielski, W. Kosek „Wyznaczanie zmiennych w czasie charakterystyk przestrzennych szeregów czasowych na przykładzie altimetrycznych zmian poziomu oceanu” Seminarium naukowe Wrocław 14.01.2013

Upload: chione

Post on 08-Jan-2016

36 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

„Wyznaczanie zmiennych w czasie charakterystyk przestrzennych szeregów czasowych na przykładzie altimetrycznych zmian poziomu oceanu”. Seminarium naukowe Wrocław 14.01.2013. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

„„Rola oscylacji półrocznej i rocznej w generowaniu niesymetrycznych Rola oscylacji półrocznej i rocznej w generowaniu niesymetrycznych zmian poziomu oceanu podczas bardzo silnych epizodów ENSO”zmian poziomu oceanu podczas bardzo silnych epizodów ENSO”

Opracowanie: M. Świerczyńska, T. Niedzielski, W. Kosek

„Wyznaczanie zmiennych w czasie charakterystyk przestrzennych szeregów czasowych na przykładzie altimetrycznych zmian poziomu oceanu”

Seminarium naukowe Wrocław

14.01.2013

Page 2: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

Spis treściSpis treściKrótkie przypomnienie, czyli o czym było poprzednim razem?

WprowadzenieWprowadzenieKonferencjaAnimacje

SPIS TREŚCI Wprowadzenie: krótkie przypomnienie ostatnich wyników Konferencja: MyOcean Science Days 2012

Geesthacht Prezentacja posteru Wnioski z konferencji

Animacje: konsultacje z prof. W. Koskiem CBK Warszawa

Problem automatycznej wizualizacji Animacja map amplitud oscylacji zmian poziomu oceanu

Oscylacje w residuach zmian poziomu oceanu Aktualne prace Co w przyszłości…

Page 3: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

Spis treściKrótkie przypomnienie, czyli o czym było poprzednim razem?Krótkie przypomnienie, czyli o czym było poprzednim razem?

WprowadzenieWprowadzenieKonferencjaAnimacje

SKOŚNOŚĆ I KURTOZA W 10 LETNICH OKNACH CZASOWYCH

Page 4: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

Prezentacja posteruPrezentacja posteruWnioski z konferencji

KonferencjaKonferencjaAnimacjeOscylacje w residuach

MyOcean Science Days 2012 – konferencja 19-21.11.2012 Geesthacht, NiemcyCharakterystyki map residuów wyznaczonych z

szeregów czasowych tygodniowych anomalii zmian poziomu oceanu

Page 5: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

WNIOSKI Z KONFERENCJI

Prezentacja posteruWnioski z konferencjiWnioski z konferencji

KonferencjaKonferencjaAnimacjeOscylacje w residuach

Konferencja skupiała członków programu GMES (Globalny Monitoring dla Środowiska i Bezpieczeństwa), którzy współpracują z MyOcean (Modelowanie i Prognozowanie Oceanu)

Byliśmy jedynymi osobami nie związanymi z MyOcean lub GMES

Prognocean jest systemem konkurencyjnym do tego stosowanego w MyOcean

Nasze prognozy okazują się mieć mniejsze błędy niż te tworzone w MyOcean (7-10 cm)

Page 6: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

WIZYTA W CENTRUM BADAŃ KOSMICZNYCH PAN

Problem automatycznej wizualizacjiProblem automatycznej wizualizacjiAnimacja map amplitud oscylacji zmian poziomu oceanu

AnimacjeAnimacjeOscylacje w residuachAktualne prace

Problem mozolnej i długotrwałej wizualizacji map przedstawiających zmienne w czasie amplitudy oscylacji anomalii poziomu oceanu wyznaczone za pomocą filtra FTBPF (Fourier Transform Band Pass Filter).

Wynikowa macierz składała się z podstawowych dwóch kolumn zawierających współrzędne x oraz y oraz dodatkowych kolumn, których liczba była zależna od ustalonego spectrum. Dla spectrum 30 dniowego liczba map to prawie 200

Dane to dane tygodniowe

Page 7: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

AUTOMATYCZNA WIZUALIZACJA W R – skrypt w R

Problem automatycznej wizualizacjiProblem automatycznej wizualizacjiAnimacja map amplitud oscylacji zmian poziomu oceanu

AnimacjeAnimacjeOscylacje w residuachAktualne prace

Wczytanie potrzebnych bibliotek

Wczytanie potrzebnych bibliotek

Użycie funkcji interaktywnego wyboru dla pliku z danymi oraz pliku

trzymającego informacje o datach i wielkości

amplitudy

Użycie funkcji interaktywnego wyboru dla pliku z danymi oraz pliku

trzymającego informacje o datach i wielkości

amplitudyWczytanie danych, przypisanie zmiennych do kolumn,

wyznaczenie maksimum i średniej zbioru – może to pomóc w określeniu zasięgu skali barwnej

Wczytanie danych, przypisanie zmiennych do kolumn, wyznaczenie maksimum i średniej zbioru – może to

pomóc w określeniu zasięgu skali barwnej

Page 8: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

AUTOMATYCZNA WIZUALIZACJA W R – skrypt w R

Problem automatycznej wizualizacjiProblem automatycznej wizualizacjiAnimacja map amplitud oscylacji zmian poziomu oceanu

AnimacjeAnimacjeOscylacje w residuachAktualne prace

Lądy nie są szczególnie wyróżnione w danych i posiadają wartość 0,0;

niestety pokrywa się ona w niektórych miejscach z prawdziwą

wartością zerową zjawiska; dla lądów tworzymy maskę o kolorze czarnym aby ewentualne piksele o wartości

0,0 wypadające na oceanie nie rzucały się w oczy

Lądy nie są szczególnie wyróżnione w danych i posiadają wartość 0,0;

niestety pokrywa się ona w niektórych miejscach z prawdziwą

wartością zerową zjawiska; dla lądów tworzymy maskę o kolorze czarnym aby ewentualne piksele o wartości

0,0 wypadające na oceanie nie rzucały się w oczy

Tworzymy pętlę for, która powtarza każdą poniższą czynność dla kolejnej z kolumn macierzy wejściowej, czyli dla każdego nowego zbioru danych

tworzącego mapę

Tworzymy pętlę for, która powtarza każdą poniższą czynność dla kolejnej z kolumn macierzy wejściowej, czyli dla każdego nowego zbioru danych

tworzącego mapęNasza mapa to na nowo tworzona

macierz o danych pobranych z kolumny o kolejnym numerze;

posiada ona 360 wierszy oraz 181 kolumn

Nasza mapa to na nowo tworzona macierz o danych pobranych z kolumny o kolejnym numerze;

posiada ona 360 wierszy oraz 181 kolumn

Wyciągamy z pliku datę oraz konwertujemy ją na zapis MJD; wyciągamy również wielkość

amplitudy oscylacji

Wyciągamy z pliku datę oraz konwertujemy ją na zapis MJD; wyciągamy również wielkość

amplitudy oscylacji

Page 9: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

AUTOMATYCZNA WIZUALIZACJA W R – skrypt w R

Problem automatycznej wizualizacjiProblem automatycznej wizualizacjiAnimacja map amplitud oscylacji zmian poziomu oceanu

AnimacjeAnimacjeOscylacje w residuachAktualne prace

Na koniec ustalamy format zapisu pliku, jego nazwę i inne parametry; wizualizujemy zgodnie ze swoimi

założeniami – nadajemy odpowiedni tytuł korzystając z wcześniej

wyciągniętych informacji o amplitudzie, dacie i innych

Na koniec ustalamy format zapisu pliku, jego nazwę i inne parametry; wizualizujemy zgodnie ze swoimi

założeniami – nadajemy odpowiedni tytuł korzystając z wcześniej

wyciągniętych informacji o amplitudzie, dacie i innych

Ustalamy paletę kolorów oraz granicę skali (thr)

Ustalamy paletę kolorów oraz granicę skali (thr)

Page 10: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

ANIMACJA MAP APLITUD OSCYLACJI ZMIAN POZIOMU OCEANU

Problem automatycznej wizualizacjiAnimacja map amplitud oscylacji zmian poziomu oceanuAnimacja map amplitud oscylacji zmian poziomu oceanu

AnimacjeAnimacjeOscylacje w residuachAktualne prace

Animacja dla amplitudy 365

dniowej oscylacji, jako data pojawia

się środkowy dzień przyjętego

spektrumWykonana za

pomocą programu Jasc

Animation Shop 3

Page 11: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

ANIMACJA MAP APLITUD OSCYLACJI ZMIAN POZIOMU OCEANU

Problem automatycznej wizualizacjiAnimacja map amplitud oscylacji zmian poziomu oceanuAnimacja map amplitud oscylacji zmian poziomu oceanu

AnimacjeAnimacjeOscylacje w residuachAktualne prace

Page 12: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

ANIMACJA MAP APLITUD OSCYLACJI ZMIAN POZIOMU OCEANU

Problem automatycznej wizualizacjiAnimacja map amplitud oscylacji zmian poziomu oceanuAnimacja map amplitud oscylacji zmian poziomu oceanu

AnimacjeAnimacjeOscylacje w residuachAktualne prace

Page 13: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

AMPLITUDY OSCYLACJI Z RESIUUÓW

Oscylacje mające największy wpływ na epizody ENSOOscylacje mające największy wpływ na epizody ENSOAnimacje

Oscylacje w residuachOscylacje w residuachAktualne praceCo w przyszłości…

Jak można było zauważyć na poprzednich slajdach, mapy amplitud oscylacji zmian poziomu oceanu znacząco się od siebie różniły. Ich wpływ można było zobaczyć w innych częściach kuli ziemskiej. Zrodziło się więc pytanie:

Które oscylacje mają największy wpływ na silne Które oscylacje mają największy wpływ na silne epizody ENSO?epizody ENSO?

Aby odpowiedzieć na to pytanie ponownie wygenerowaliśmy mapy amplitud oscylacji zmian poziomu oceanu, jako dane traktując obliczone wcześniej residua z tygodniowych anomalii zmian poziomu oceanu jakie dostarcza AVISO.

Page 14: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

OSCYLACJE MAJĄCE NAJWIĘKSZY WPŁYW NA EPIZODY ENSO

Oscylacje mające największy wpływ na epizody ENSOOscylacje mające największy wpływ na epizody ENSOAnimacje

Oscylacje w residuachOscylacje w residuachAktualne praceCo w przyszłości…

Okazuje się, że na silne epizody ENSO wpływ mają dwie oscylacje:

Roczna i półrocznaRoczna i półroczna

Każda z nich odpowiada za inną część sygnału. Oscylacja rocznaroczna generuje sygnał w centralnej części Pacyfikucentralnej części Pacyfiku, podczas gdy oscylacja półrocznapółroczna w tym samym czasie generuje sygnał u zachodnich wybrzeży Ameryki Południowejzachodnich wybrzeży Ameryki Południowej.

Razem tworzą kompletny obraz sygnału silnego Razem tworzą kompletny obraz sygnału silnego epizodu ENSOepizodu ENSO

Page 15: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

ANIMACJE MAP AMPLITUD OSCYLACJI Z RESIDUÓW

Oscylacje mające największy wpływ na epizody ENSOAnimacjeAnimacje

Oscylacje w residuachOscylacje w residuachAktualne praceCo w przyszłości…

Na mapach oscylacji 182

dniowej widoczny jest jedynie

sygnał wyjątkowo silnego epizodu

ENSO – zdarzenia El Niño 1997/1998

Page 16: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

ANIMACJE MAP AMPLITUD OSCYLACJI Z RESIDUÓW

Oscylacje mające największy wpływ na epizody ENSOAnimacjeAnimacje

Oscylacje w residuachOscylacje w residuachAktualne praceCo w przyszłości…

Na mapach oscylacji 365

dniowej widoczny jest wyraźny

sygnał w centralnej części

Pacyfiku

Page 17: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

AKTUALNE PRACE

Czyli czym się aktualnie zajmuję…Czyli czym się aktualnie zajmuję…Geoserver

Oscylacje w residuachAktualne praceAktualne praceCo w przyszłości…

Koordynowanie prac nad artykułem dotyczącym wyników mojej i dr Niedzielskiego dotychczasowej pracy oraz prof. Koska

Pisanie rozdziałów artykułu dotyczących danych i metod przez nas stosowanych

Tworzenie schematów rycin, które mają być zamieszczone w artykule

Praca nad Geoserverem

Page 18: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

AKTUALNE PRACE – schematy rycin

Czyli czym się aktualnie zajmuję…Czyli czym się aktualnie zajmuję…Geoserver

Oscylacje w residuachAktualne praceAktualne praceCo w przyszłości…

Page 19: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

GEOSERVER

Czyli czym się aktualnie zajmuję…

GeoserverGeoserver

Oscylacje w residuachAktualne praceAktualne praceCo w przyszłości…

Dla obiektów rastrowych Geoserver przewiduje następujące formaty danych: GeoTIFF, ArcGrid, Gtopo30, ImageMosaic i WorldImage

Program R posiada pakiet „raster” umożliwiający zapisanie wybranej macierzy jako format GeoTIFF poprzez funkcję writeRaster i zadeklarowanie odpowiedniego formatu

Page 20: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

GEOSERVER

Czyli czym się aktualnie zajmuję…

GeoserverGeoserver

Oscylacje w residuachAktualne praceAktualne praceCo w przyszłości…

Wielokrotne interaktywne wybieranie plików do

konwertowania

Wielokrotne interaktywne wybieranie plików do

konwertowania

Stworzenie pętli for, która będzie powtarzała czynności dla każdego z wybranych plików

Stworzenie pętli for, która będzie powtarzała czynności dla każdego z wybranych plików

Obrócenie macierzy po kolumnach, nadanie

odpowiedniej projekcji (Merkator dla świata)

oraz stworzenie wyjściowej nazwy pliku

Obrócenie macierzy po kolumnach, nadanie

odpowiedniej projekcji (Merkator dla świata)

oraz stworzenie wyjściowej nazwy pliku

Page 21: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

GEOSERVER

Czyli czym się aktualnie zajmuję…

GeoserverGeoserver

Oscylacje w residuachAktualne praceAktualne praceCo w przyszłości…

Mapa p-value testu D’Agostino w oknie przeglądarki

Oryginalna mapa p-value testu D’Agostino

Mapa p-value testu Anscobme w oknie przeglądarki

Oryginalna mapa p-value testu Anscombe

Page 22: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

PRZYSZŁOŚĆ BLIŻSZA I DALSZA…

Czyli co mnie czeka w najbliższej i nieco dalszej przyszłościCzyli co mnie czeka w najbliższej i nieco dalszej przyszłościOscylacje w residuachAktualne praceCo w przyszłości…Co w przyszłości…

Kontynuowanie pracy nad artykułemartykułem Być może napisanie kolejnego artykułu dotyczącego

fal Legeckis’a fal Legeckis’a pojawiających się na mapach zmian poziomu oceanu a nie temperatury

Tworzenie GeoserveraGeoservera dla map, które generuje Prognocean i nie tylko

Przyjrzenie się temu co dzieje się na Morzu Bałtyckim Morzu Bałtyckim i próba wyjaśnienia tak dużych, częstych i krótkich wahań zmian poziomu morza

Od lutego pisanie pracy magisterskiejpisanie pracy magisterskiej, czyli opisanie dotychczasowych wyników badań

Page 23: Seminarium naukowe  Wrocław 14.01.2013

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘDZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ