Le osservazioni satellitari offrono un ottimo approccio per studiare le caratteristiche dei principali parametri marini, tra cui la clorofilla e la temperatura della superficie del mare, l'altezza della superficie del mare e i fattori derivati da questi parametri, come i fronti. Il nostro studio mostra come utilizzare le osservazioni satellitari per descrivere i principali parametri e le loro relazioni. La scienza dei dati satellitari dal 2002 al 2017 è stata utilizzata per descrivere le caratteristiche superficiali del Mar Cinese Meridionale.
L'osservazione satellitare della clorofilla è un fattore, che viene utilizzato per la protezione degli oceani. I fattori legati alla variabilità della clorofilla sono stati studiati utilizzando serie temporali. Il metodo può essere applicato ad altri oceani globali e sarà utile per comprendere le dinamiche marine e l'ecosistema.
Mostriamo una procedura passo-passo per l'acquisizione di dati satellitari di diversi parametri che descrivono le variabilità spaziali e temporali e determinano le interrelazioni tra i diversi fattori. Si ottengono variabilità spaziali e temporali dei parametri. Sono funzione ortogonale empirica e l'interrelazione tra diversi fattori è acquisita da coefficienti di correlazione zero.
Per la temperatura della superficie del mare e l'acquisizione dei dati della clorofilla della superficie del mare, scaricare un set di dati di osservazioni satellitari da MODIS Aqua, per il quale la risoluzione spaziale di entrambi i set di dati è di circa 4,5 chilometri a intervalli giornalieri. Archiviare i file satellitari scaricati nella cartella dati e strutturare la directory delle cartelle come illustrato. Aggiungere il percorso della casella degli strumenti per il file NetCDF in MATLAB e selezionare Aggiungi con sottocartelle per racchiudere i percorsi della cartella script.
Il percorso di tutte le directory richieste dei dati e delle funzioni verrà visualizzato nel percorso di ricerca MATLAB. Quindi caricare i dati sulla temperatura della superficie del mare nel software di analisi. Per l'acquisizione del set di dati sulle anomalie del livello del mare, scaricare i dati anomali giornalieri del livello del mare con una risoluzione spaziale di 25 chilometri dallo stesso intervallo di tempo ed inserire il comando per caricare i dati sulle anomalie del livello del mare di un solo giorno.
Per ottenere i dati sulla velocità del vento, scaricare i dati del vento dallo stesso periodo di tempo da un prodotto di ria analisi intermedia ERA e inserire il comando per leggere i dati sul vento di un mese. Le variabili u, v e tempo ottenute rappresentano rispettivamente le velocità zonali e meridiane e il tempo corrispondente. Per accedere al set di dati topografico, scaricare i dati topografici ad alta risoluzione dal sito Web dei Centri nazionali per le informazioni ambientali e inserire il comando per caricare i dati topografici nel software di analisi.
Le variabili XX, YY e ZZ indicano rispettivamente la latitudine, la longitudine e la profondità corrispondente. A causa della grande copertura nuvolosa nella temperatura della superficie del mare e dei dati sulla clorofilla della superficie del mare, utilizzare il comando per sostituire i dati originali con i dati medi di tre giorni. Poiché la risoluzione spaziale non è coerente per set di dati diversi, immettere il comando per interpolare la temperatura della superficie del mare e i dati della clorofilla della superficie del mare in una griglia spaziale uguale alla griglia spaziale dell'anomalia del vento e del livello del mare.
Immettere il comando come indicato per calcolare lo stress del vento e il ricciolo dello stress del vento. Per calcolare la temperatura mensile della superficie del mare, il vento e le serie temporali di anomalia del livello del mare come medie di 30 giorni in ogni pixel, immettere il comando come indicato. Per l'amussatura spaziale, immettere il comando per eseguire lo script per smussare i dati sulla temperatura media della superficie del mare di tre giorni in ogni pixel.
Per determinare il gradiente di temperatura della superficie del mare, immettete il comando per eseguire lo script per calcolare i gradienti di temperatura zonale e meridiana di tutta la superficie del mare come differenza di temperatura della superficie del mare tra i due pixel più vicini divisi per la distanza corrispondente. Per identificare un fronte testando il valore del gradiente di temperatura della superficie del mare, etichettare il pixel come potenziale pixel frontale se il valore è maggiore di una soglia designata. Per calcolare la probabilità frontale mensile di osservare un fronte per un intervallo di tempo specifico, immettere il comando.
Per caricare i dati mensili per l'analisi, inserire i comandi e applicare una funzione ortogonale empirica per descrivere le variabilità spaziali e temporali dei diversi parametri. Il programma calcolerà la grandezza, gli autovalori e l'ampiezza delle funzioni ortogonali empiriche per il set di dati. Per determinare la correlazione nella scala stagionale, immettete il comando per calcolare le correlazioni tra due fattori usando le loro serie temporali ad ogni pixel.
Quindi inserisci il comando per calcolare le correlazioni tra le anomalie mensili della clorofilla della superficie del mare e altri fattori. Per visualizzare le informazioni satellitari, inserisci il comando per eseguire lo script per generare una vetrina di informazioni satellitari, tra cui la clorofilla della superficie del mare, la temperatura e il vento, l'anomalia del livello del mare e la distribuzione frontale. Immettere il comando per visualizzare il risultato della funzione ortogonale empirica.
Quindi inserisci il comando come indicato per calcolare la relazione tra la clorofilla e altri fattori nei campi stagionali e anomali. La topografia ha un impatto prominente sulla distribuzione spaziale della clorofilla della superficie marina con clorofilla di superficie di alto mare distribuita principalmente lungo la costa del Mar Cinese Meridionale dove la topografia è poco profonda. Il vento è anche influenzato dall'ortografia con il lato in affitto delle montagne caratterizzato da vento debole e un prominente ricciolo di stress del vento identificato a sud-ovest del Mar Cinese Meridionale.
Le soglie applicate qui catturano efficacemente la posizione del fronte e assicurano la rappresentazione dei confini di intere masse d'acqua. In questa analisi, la funzione ortogonale empirica ha catturato una grande varianza nella sezione settentrionale del Mar Cinese Meridionale. La corrispondente media mensile delle serie temporali ha mostrato che la clorofilla della superficie del mare era elevata durante l'inverno e depressa durante l'estate.
La regione vicino alla costa sud-occidentale era caratterizzata da una magnitudine debole, e la corrispondente variabilità fu catturata principalmente dalla funzione ortogonale empirica due. I valori della clorofilla della superficie del mare erano alti in estate e bassi in inverno, il che era principalmente fuori fase rispetto alla regione settentrionale. Infatti, le serie temporali mensili per le funzioni ortogonali empiriche hanno dimostrato una chiara variabilità stagionale con funzione ortogonale empirica due funzioni ortogonali empiriche leader una per circa quattro mesi.
Le correlazioni tra la clorofilla e altri fattori rappresentano le interrelazioni dei fattori. Ad esempio, in questa analisi, la temperatura della superficie del mare è negativamente correlata con la clorofilla mentre lo stress del vento è positivamente correlato con la clorofilla. Pertanto, un'alta clorofilla era associata a una bassa temperatura e un forte vento per questi dati.
Identificare la variabilità dei parametri oceanici e indagare la loro relazione con la clorofilla sono fondamentali e importanti per la dinamica degli oceani e l'ecosistema marino. Le attività frontali sono particolarmente importanti perché l'alta clorofilla è solitamente associata alla parte anteriore. Possono essere apportate modifiche per modificare la soglia del rilevamento frontale e l'approccio migliore per convalidare il fronte è confrontarle con le osservazioni dell'istituto.
In sintesi, l'uso delle osservazioni satellitari può descrivere con precisione la distribuzione spaziale e la variabilità temporale nelle caratteristiche della superficie oceanica. Con la crescente risoluzione di funzionalità più dettagliate può essere identificato e studiato in futuro.
