显示海洋观测与绘图和冲浪
Igor Yashayaev是加拿大渔业和海洋贝德福德海洋学研究所(BIO)的海洋学家。BIO是加拿大最大的海洋研究设施,位于新斯科舍省东海岸。它在观测海洋过程、变率和气候变化方面享有世界声誉,这也是亚哈耶夫研究的主要目标。
Yashayaev坚信数据的正确分析和可视化呈现。如果结果没有被恰当地呈现,研究人员就没有尊重他们自己的数据。这种对他和他的同事的研究数据表示尊重的强烈信念与Golden Software自己的愿景密切一致。万博手机版官网网址因此,他长期使用Grapher和Surfer也就不足为奇了。
“如果你能正确地收集和重视每一点数据,你应该能够让海洋为自己说话……为了真正实现这一目标,数据需要连接和框架,这样你才能准确、正确和有效地揭开自然的奥秘,并以一种集体努力的方式向世界展示你的发现,这是数据收集所应得的。”
——Igor Yashayaev
亚哈耶夫的大部分野外工作和研究都是在拉布拉多海进行的。几十年来,拉布拉多海一直被认为是全球海洋环流和整个行星气候系统的关键汇合点。通过一个被称为冬季对流的过程,海洋将随着北大西洋洋流到达的温水转变成更冷的密度更大的水,并将冷却后的密度更大的水送到南方。这一过程及其对大尺度环流的影响就是为什么拉布拉多海被认为是调节地球气候的关键因素。
在冲浪器中创建的海水温度和洋流地图。这张地图显示了拉布拉多海暖水和冷水的循环情况,以及冬季对流混合和均匀化的水层的平均厚度。
这个冬季对流过程只是大西洋经向翻转环流这个巨大的海洋传送带中的一个齿轮,而大西洋经向翻转环流在调节全球能量平衡方面起着更大的作用。尽管如此,一个非常重要的装置值得像Yashayaev和他来自其他机构和大学的合作伙伴这样的科学家进行监测。
Yashayaev说,为了正确地监测这一地区,最好将海洋学视为一个毯子,包括从海面到海底各个层面的海洋观测。这些观察结果是随机分散的,它们描绘的画面不是静态的。这个覆盖层包含的变量包括水温、盐度、溶解气体和营养物质的浓度、洋流、海平面和表面波浪。所有这些变量的非均匀纹理需要使用Surfer的各向异性函数。
在加拿大渔业和海洋部发布的视频中,你可以听到Yashayaev用他自己的话描述这些变量的重要性:
在很长一段时间里,收集研究深海所需数据的唯一方法是乘坐载人科考船在北大西洋冰冷的海水中航行。如今,许多研究人员选择使用Argo浮标。
浮筒正在部署中。图片来源:NOAA研究。
Argo浮标就像一米长的黄色注射器,可以随着洋流自动漂移。在漂流周期结束时,漂浮物潜入最大深度(2000米),然后上升,沿途测量温度和盐度。一旦浮子浮出水面,它就会将收集到的数据传输给卫星。卫星会多次重复这种下潜和重新浮出水面的循环,然后将数据转发给国家Argo数据中心。在Yashayaev获得用于后续分析的原始数据之前,这些数据被收集和处理。
这些Argo浮标有助于提供及时的快照,能够同时大量增加监测工作,减少人工现场工作,从而描绘出拉布拉多海过程、动态、水团结构、可变性和气候变化的最佳图景。亚哈耶夫说:“阿尔戈计划彻底改变了我们观察海洋的方式——从偶尔取样的机会到全年的观察。”
一旦收到来自Argo浮标的数据并进行初步处理,就该将这些发现可视化,让海洋自己说话了。这就是Golden Sof万博手机版官网网址tware的软件包发挥作用的时候。Yashayaev首选的单变量函数数据可视化工具是Grapher。对于多变量函数,他更喜欢Surfer,因为它能够处理和映射随机分散的数据。与绘图,他可以显示时间序列和垂直剖面的各种变量都在一个情节。这些组合的图在所有轴上都有一致的、干净的外观。然而,其他软件要么没有在一个图中包含多个变量的选项,要么不允许您自定义最终产品的出版质量。
图中同时显示了拉布拉多海况的几个不同的观测指标,这些指标与50多年来的同一时间轴有关。
Yashayaev发现,Grapher提供了多种选择的完美平衡。你可以快速制作一个简单的图形,或者如果需要的话,可以将情节的每个元素定制到一个精确的点。
他将这种级别的定制比作画布上的画家:
“这就像艺术家选择画笔的大小、笔触和颜色来提升他的画作一样。”
此外,根据Yashayaev的说法:
“你在屏幕上看到的就是打印出来的。其他绘图程序并不总是这样,输出可能与显示器上显示的原始绘图不同,并且可能因显示器尺寸和分辨率的不同而有所不同。使用Grapher,这些小缺陷(在输出时)几乎不存在。”
图中显示了拉布拉多海30+年(上表)和50+年(下表)沿同一轴的几个不同数据变量。
对于包括在他的出版物中的地图,Yashayaev发现他可以只用Surfer创建期刊质量的图形。这些选项可以满足他的色阶、透明度和标签需求,而无需将地图导入第三方图像编辑软件。
在Surfer中创建的温度-盐度图,表示拉布拉多海在中等强对流年(2008年)两个变量之间的关系。
最后,Igor对自己选择Golden Software很有信心,因为它的客户支持团队非常乐于助人,反应迅速。万博手机版官网网址多年来,他与数十名支持代理和产品经理进行了沟通。他发现技术支持总是在他联系后24个工作小时内提供解决方案。万博体育倒闭此外,如果他提出了一个功能请求,产品经理会在添加后直接跟进。总的来说,这会让他觉得自己的要求得到了倾听,他是开发团队的一员。
他的研究确实是他和Golden Software团队之间的合作,就像任何画家都会把他的工作归功于他的画笔的制造者一样。万博手机版官网网址
如果你有兴趣了解更多关于伊戈尔在拉布拉多海及其他地区的工作,下面是他发表的几篇研究文章的链接。如果您想了解更多有关他的成果和艺术作品的最新文章和示例,以及有关数据处理和可视化的大量实用建议,请直接与他联系Labrador.Sea@gmail.com
Yashayaev的研究:
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