Pomorstvo in promet

Moderne metode v oceanografiji


Učni načrt

 Izbirni predmet področja Pomorstvo

 

IPO4 – MODERNE METODE V OCEANOGRAFIJI

 

1.      Normal modes decomposition (razstavitev procesov na lastna gibanja) geofizikalne tekočine. Pri tem gre za razstavitev lineariziranega gibanja geofizikalne tekočine na rotirajoči Zemlji, ki je hkrati  tudi stratificirana,. Z metodo prevedemo gibalne enačbe za stratificirano tekočino v vsoto gibalnih enačb, ki so po obliki enake tisti za nestratificirano tekočino, pri čemer se vsako lastno gibanje širi po tekočini s t.im. interno (baroklinsko) hitrostjo, ki tudi ustreza internemu Rossby-evemu polmeru deformacije, kateri pomeni značilno horizontlano merilo za velikost struktur v geofizikalni tekočini.

2.      EOF (Empirical Orthogonal Function) in PCA (Principal Component Analysis) pomenita razstavitev časovno-prostorsko porazdeljenih količin na glavne (lastne) prostorske porazdelitve količin, ki se časovno spreminjajo in katere vsebujejo tudi največje deleže prostorskih varianc. Ta analiza količin pomeni tudi izjemno redukcijo mase podatkov, ki se asimilirajo v prognostičnih modelih in še vedno zajemajo glavne značilnosti

3.      Kalmanov filter – poleg optimalne interpolacije ta filter, ki ima sicer izjemno uporabnost v teoriji kontrole, pomeni eno od ključnih metod pri podatkovni asimilaciji v prognostičnem modeliranju in predstavlja uspešno izboljšanje prognoze s pomočjo izmerjenih vrednosti.

4.      Fourierova analiza in HHT (Hilbert-Huang Transformation) časovnih nizov količin. Medtem ko so pri Fourierovi analizi energijski deleži (variance) časovnega niza fiksno določeni s frekvencami, pa moderna HHT metoda analize, ki združuje EMD (Empirical Mode Decomposition) in HSA (Hilbert Spectral Analysis), omogoča časovni razvoj frekvenc. Gre za adaptivno analizo, ki je primerna za opazovanje in razstavitev nelinearnih dinamičnih sistemov na IMF (Intrinsic Mode Functions), ki  ohranjajo število ničel, ekstremov in simetrično obliko okoli njih. Gre za adaptivno metodo, ki je primerna za opazovanje nestacionarnih procesov s spreminjajočimi se deleži energije pri posameznih frekvencah, ki se časovno spreminjajo. Omogoča tudi jasno analizo razlikovanja trendov od periodičnih gibanj, ki so tudi časovno spremenljiva.

5.      Wavelet analysis ('valčki') – tudi analiza časovnih nizov s pomočjo razstavitve na ortogonalne funkcije valčkov, kateri so časovno in frekvenčno omejeni,  omogočajo jasno razločevanje porazdelitve energije (in variance količin)  na posamezne frekvence in tudi njihovo časovno spreminjanje.


Izvajalci

Predavanja