Parametri i metode u Parametri i metode u fizifiziččkoj oceanografijikoj oceanografiji

Ivica VilibićInstitut za oceanografiju i ribarstvo, Split

vilibic@izor.hr

Prostorna podjela oceana

Prostorne i vremenske ljestvice procesa u moru

Metode

- Eksperimentalne (mjerenja)o In situ i daljinska (remote sensing) mjerenjao Analiza podataka (razne matematičke

metode)- Teorijske (fizikalne osnove svojstava

fluida - jednadžbe)o Analitički i numerički modeli

Parametri

a) Temperaturab) Salinitetc) Tlakd) Gustoća e) Morske strujef) Razina morag) Površinski valovih) Prozirnost i turbiditet…

Mjerni instrumenti u oceanografiji

In situ mjerenja Termohalini parametri (T, S)Crpci

Sonde

Termistorski lanac

Morske struje

Posmični plovci (drifteri)

Usidreni strumjeri

ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler)

Postavljanje …

… i vađenje.

Visokofrekventni (VF) oceanografski radari

Površinski valovi

Ondograf (valomjer)

Razina mora

Mareograf

Mjerne platforme

Plutače

DART sustav za detekciju tsunamija

ARGO dubinski drifteri

Glider-i

Daljinska mjerenja –satelitska oceanografija

Metode analize oceanografskih podataka

Statistička analiza

- deskriptivna statistika (statistički parametri)- analiza distribucija- analiza trendova, koreliranih i nekoleriranih nizova- ANOVA (Analysis of Variance)- ARMA (Autoregressive moving average model)- multiregresijska analiza- multivarijantna analiza

FFT i spektralna analiza

Nestacionarna (wavelet) spektralna analiza

- “izvlačenje” energije vremenskih nizova osnovnim frekvencijskim oblicima promjenjivim u vremenu

Morlet wavelet

EOF analiza

Empirical orthogonal function (EOF) analysis is a decomposition of a signal or data set in terms of orthogonal basis functions which are determined from the data.

Harmonijska analiza

The underlying principle of tide analysis is that, no matter how complex they may appear, tidal oscillations can be broken down into a collection of simple sinusoids.

Digitalni filteri

Digital filter is a system that performs mathematical operations on a sampled, discrete-time signal to reduce or enhance certain aspects of that signal.

Jednadžbe fluida

Jednadžbe gibanja (Navier-Stokes)

2

20

1ˆr

dV Vfk V p Fdt z

νρ

∂+ × = − ∇ + +

∂

p gz

ρ∂= −

∂Hidrostatska ravnoteža

Jednadžba očuvanja mase

01=

∂∂

+∂∂

+∂∂

+zw

yv

xu

dtdρ

ρ

)]()(1[ 000 SSTT −+−−= βαρρ

01=

∂∂

+∂∂

+∂∂

+zw

yv

xu

dtdρ

ρ

Jednadžba stanja

Jednadžbe očuvanja topline i soli

dS I Pdt

= +

dT I Pdt

= +

UNESCO Equation of State

Coriolisova sila (pseudosila)http://hr.wikipedia.org/wiki/Coriolisov_u%C4%8Dinak

Strujanje u cikloni

Jednadžbe plitkog fluida

Nastaju vertikalnim integriranjem Navier-Stokesovih jednadžbi- vrlo česta primjena u teorijskoj oceanografiji, gdje se gustoća mora pretpostavlja konstantnom- opisuju procese u homogenom fluidu, kao što su plimne oscilacije, seši, olujni uspori, inercijalne oscilacije, …

Međudjelovanje oceana s atmosferom, hidrosferom i

litosferom

Bilanca topline

Q ukupni prijenos topline na površini mora, QS apsorbirano kratkovalnoSunčevo zračenje, QL dugovalno povratno zračenje, QE toplinaisparavanja (latentna toplina) te QC direktno vođenje topline

Q = QS + QL + QE + QC, bilanca topline na površini mora

Apsorpcija zračenja u ovisnosti o dubini mora

Bilanca vode (mase)

W = P + R – E, bilanca vode na površini moraW ukupni prijenos vode na površini mora, E evaporacija, P oborine, R riječni dotoci

Srednja godišnja oborina u razdoblju 1946-2003.

Zonalno usrednjeni profil isparavanja i oborine, te veza saliniteta s bilancom

vode na površini mora.

Ukupna svjetska bilanca vode:

Isparavanje (E) = 440 x 103 km3/godOborina (P) = 411 x 103 km3/godRiječni dotoci (R) = 29 x 103 km3/god

Podmorski izvori (vruje, hidrotermalni izvori)

Podmorski izvori (vruje, hidrotermalni izvori)

Nagli pomaci zemljine kore