Onderzoek naar de relatie tussen het zeeoppervlak chlorofyl en belangrijke kenmerken van de Zuid-Chinese Zee met satellietinformatie

Satellietwaarnemingen bieden een geweldige aanpak om de kenmerken van belangrijke mariene parameters te onderzoeken, waaronder chlorofyl en temperatuur van het zeeoppervlak, hoogte van het zeeoppervlak en de factoren die zijn afgeleid van deze parameters, zoals fronten. Onze studie laat zien hoe satellietwaarnemingen kunnen worden gebruikt om belangrijke parameters en hun relaties te beschrijven. Satellietdata science van 2002 tot 2017 werden gebruikt om de oppervlaktekenmerken van de Zuid-Chinese Zee te beschrijven.

De satellietobservatie van chlorofyl is factor, die wordt gebruikt om de bescherming van de oceaan. Factoren in verband met chlorofyl variabiliteit werden onderzocht met behulp van tijdreeksen. De methode kan worden toegepast op andere mondiale oceanen en zal nuttig zijn voor het begrijpen van de mariene dynamiek en het ecosysteem.

We tonen een stapsgewijze procedure voor het verkrijgen van satellietgegevens van verschillende parameters die de ruimtelijke en temporele verschillen beschrijven en het bepalen van onderlinge relaties tussen verschillende factoren. Ruimtelijke en temporele variabiliteiten van parameters worden verkregen. Ze zijn empirische orthogonale functie en de onderlinge relatie tussen de verschillende factoren worden verkregen door nul correlatiecoëfficiënten.

Voor de temperatuur van het zeeoppervlak en het verwerven van chlorofylgegevens over zeeoppervlak, download een dataset van satellietwaarnemingen van MODIS Aqua, waarvoor de ruimtelijke resolutie van beide datasets ongeveer 4,5 kilometer per dag is. Sla de gedownloade satellietbestanden op in de gegevensmap en structureer de map met mappen zoals weergegeven. Voeg het pad van de gereedschapsset voor netcdf-bestand toe in MATLAB en selecteer toevoegen met submappen om de paden van de scriptmap om te sluiten.

Het pad voor alle vereiste mappen van de gegevens en functies wordt weergegeven in het MATLAB-zoekpad. Laad vervolgens de temperatuurgegevens van het zeeoppervlak in de analysesoftware. Voor de aankoop van gegevensset over zeeniveau van de anomalie download je dagelijkse anomaliegegevens op zeeniveau met een ruimtelijke resolutie van 25 kilometer vanaf hetzelfde tijdsbestek en voer het commando in om de anomaliegegevens van de zeeniveau te laden.

Om de windsnelheidsgegevens te verkrijgen, download je de windgegevens uit dezelfde periode van een ERA-tussentijdse heranalyseproduct en voer je de opdracht in om de windgegevens van een maand te lezen. De verkregen u, v, en tijd variabelen vertegenwoordigen de zonale en meridiaan alle snelheden en de overeenkomstige tijd respectievelijk. Als u toegang wilt krijgen tot de topografiegegevensset, downloadt u de topografiegegevens met hoge resolutie van de website National Centers for Environmental Information en voert u de opdracht in om de topografiegegevens in de analysesoftware te laden.

De variabelen XX, YY en ZZ geven respectievelijk de breedte- en lengtegraad en de bijbehorende diepte aan. Vanwege de grote bewolking in de temperatuur van het zeeoppervlak en de chlorofylgegevens van het zeeoppervlak, gebruikt u de opdracht om de oorspronkelijke gegevens te vervangen door de driedaagse gemiddelde gegevens. Omdat de ruimtelijke resolutie niet consistent is voor verschillende datasets, voert u het commando in om de temperatuur van het zeeoppervlak en de chlorofylgegevens van het zeeoppervlak te interpoleren in een ruimtelijk raster dat hetzelfde is als het ruimtelijke raster van de wind- en zeespiegel.

Voer de opdracht in zoals aangegeven om de windstress en windstress krul te berekenen. Voer de opdracht in zoals aangegeven om de maandelijkse temperatuur van het zeeoppervlak, de wind en de anomalie van de zeespiegel te berekenen als 30-daagsgemiddelden in elke pixel. Voer voor ruimtelijke vloeiending de opdracht in om het script uit te voeren om de gemiddelde temperatuurgegevens van het zeeoppervlak in elke pixel glad te strijken.

Als u de temperatuurgradiënt van het zeeoppervlak wilt bepalen, voert u de opdracht in om het script uit te voeren om de zonale en meridiaan alle temperatuurgradiënten van het zeeoppervlak te berekenen, aangezien de temperatuurverschil van het zeeoppervlak tussen de dichtstbijzijnde twee pixels gedeeld door de overeenkomstige afstand. Als u een front wilt identificeren door de waarde van de temperatuurgradiënt van het zeeoppervlak te testen, labelt u de pixel als een potentiële frontale pixel als de waarde groter was dan een aangewezen drempelwaarde. Voer de opdracht in om de maandelijkse frontale waarschijnlijkheid van het observeren van een front te berekenen.

Als u de maandelijkse gegevens voor analyse wilt laden, voert u de opdrachten in en past u een empirische orthogonale functie toe om de ruimtelijke en temporele verschillen van de verschillende parameters te beschrijven. Het programma berekent de omvang, eigenwaarden en amplitude van de empirische orthogonale functies voor de gegevensset. Als u de correlatie op de seizoenschaal wilt bepalen, voert u de opdracht in om de correlaties tussen twee factoren te berekenen met behulp van hun tijdreeksen op elke pixel.

Voer vervolgens de opdracht in om de correlaties tussen de maandelijkse afwijkingen van het chlorofyl van het zeeoppervlak en andere factoren te berekenen. Om de satellietinformatie weer te geven, voert u het commando in om het script uit te voeren om een showcase van satellietinformatie te genereren, waaronder het chlorofyl van het zeeoppervlak, temperatuur en wind, en de anomalie en frontale distributie op zeeniveau. Voer de opdracht in om het empirische orthogonale functieresultaat weer te geven.

Voer vervolgens de opdracht in zoals aangegeven om de relatie tussen het chlorofyl en andere factoren bij seizoensgebonden en afwijkende velden te berekenen. De topografie heeft een prominente invloed op de ruimtelijke verdeling van het zeeoppervlak chlorofyl met hoogzeeoppervlak chlorofyl voornamelijk verdeeld langs de kust van de Zuid-Chinese Zee, waar de topografie ondiep is. Wind wordt ook beïnvloed door orografie met de lease-kant van de bergen gekenmerkt door zwakke wind en een prominente wind stress krul geïdentificeerd ten zuidwesten van de Zuid-Chinese Zee.

De drempels die hier worden toegepast, leggen effectief de locatie van de voorkant vast en zorgen voor de weergave van de grenzen van hele watermassa's. In deze analyse, empirische orthogonale functie een gevangen een grote variantie in het noordelijke deel van de Zuid-Chinese Zee. Het overeenkomstige maandelijkse gemiddelde van de tijdreeks toonde aan dat het zeerlorofyl van het overzeese oppervlak tijdens de winter werd opgeheven en tijdens de zomer werd gedeprimeerd.

De regio naast de zuidwestkust werd gekenmerkt door een zwakke omvang, en de overeenkomstige variabiliteit werd voornamelijk gevangen door empirische orthogonale functie twee. De chlorofylwaarden van het zeeoppervlak waren hoog in de zomer en laag in de winter, die hoofdzakelijk uit fase in vergelijking met het noordelijke gebied was. Inderdaad, de maandelijkse tijdreeks voor de empirische orthogonale functies toonde duidelijke seizoensgebonden variabiliteit aan met empirische orthogonale functie twee toonaangevende empirische orthogonale functie een met ongeveer vier maanden.

De correlaties tussen het chlorofyl en andere factoren vertegenwoordigen de onderlinge relaties van de factoren. In deze analyse wordt bijvoorbeeld de temperatuur van het zeeoppervlak negatief gecorreleerd met het chlorofyl, terwijl de windstress positief gecorreleerd is met het chlorofyl. Zo werd een hoge chlorofyl geassocieerd met een lage temperatuur en sterke wind voor deze gegevens.

Het identificeren van de variabiliteit van oceaanparameters en het onderzoeken van hun relatie met chlorofyl zijn van cruciaal belang en belangrijk voor de oceaandynamiek en het mariene ecosysteem. Frontale activiteiten zijn vooral belangrijk omdat hoge chlorofyl wordt meestal geassocieerd met de voorkant. Modificatie kan plaatsvinden om de drempel van de voordetectie te veranderen en de beste aanpak om de voorkant te valideren is om ze te vergelijken met waarnemingen van het instituut.

Samengevat kunnen satellietwaarnemingen met behulp van satellietwaarnemingen nauwkeurig de ruimtelijke verdeling en de temporele variabiliteit in oceaanoppervlakken beschrijven. Met de toenemende resolutie van meer gedetailleerde functies kunnen worden geïdentificeerd en onderzocht in de toekomst.