계산 지구물리학

Computational geophysics

계산 지구물리학은 복잡한 지구물리학 시스템의 모델을 생성하고 분석하기 위해 어떤 유형의 수치 연산도 사용하는 연구 분야다.그것은 계산물리학과 지구물리학 둘 다의 확장 또는 하위 분야로 간주될 수 있다.최근 몇 년 동안 계산력, 데이터 가용성, 모델링 능력이 모두 기하급수적으로 향상되어 계산 지구물리학은 더욱 인구밀도가 높은 분야로 자리 잡았다.[1]많은 지구물리학적 문제들의 큰 컴퓨터 크기 때문에 분석을 처리하기 위해 고성능 컴퓨팅이 요구될 수 있다.[2]계산 지구물리학의 모델링 애플리케이션에는 대기 모델링, 해양 모델링, 일반 순환 모델 및 지질 모델링이 포함된다.리모트 센싱의 일부 문제는 모델링 외에도 단층촬영, 역문제, 3D재구성과 같은 계산적 지구물리학의 범위에 속한다.

지구물리학 모형

지구물리학적 모델의 세대는 계산 지구물리학의 핵심 요소다.지구물리학적 모델은 "수용된 법칙, 이론 및 경험적 관계에서 도출된 중요한 지질학적 변수의 시간적 및/또는 공간적 변화에 대한 물리적-수학적 설명"[3]으로 정의된다.지구물리학적 모델은 환경과학의 모든 분야의 연구자들에 의해 자주 사용된다.

기후 과학에서 대기, 해양, 일반 순환 모델은 연구자들에게 중요한 대기 수단이다.원격 감지는 지구물리학적 변수에 대한 현장 측정을 꾸준히 제공해 왔지만, 모델에 의해 제공되는 데이터의 시간적, 공간적 분해능에 가까운 것은 아무것도 없다.사용되는 외삽 기법으로 인해 데이터가 정확성 문제에 노출될 수 있지만, 모델링된 데이터의 사용은 기후 및 기상 과학에서 일반적으로 받아들여지는 관행이다.종종 이러한 모델들은 현장 측정과 함께 사용될 것이다.

몇몇 잘 알려진 모델들은

  1. 대기모델인 NCEP/NCAR 재분석 프로젝트
  2. 수치적 기상예측모델인 지구전망시스템
  3. 일반 해양 순환 모델인 HYCOM

지질학적 시스템 모델은 연구에 자주 사용되지만, 기후 및 기상학적 모델에 비해 공공 데이터 가용성이 적다.지오그래밍을 할 수 있는 광범위한 소프트웨어가 있다.

원격 감지

미국 지질조사국(USGS)은 원격 감지를 어떤 종류의 방사선을 원거리에서 전송하고, 방출되고 반사된 방사선을 측정함으로써 일부 성질을 측정하는 것으로 정의한다.원격 감지에는 위성, 카메라, 음파 방출이 포함될 수 있다.[7]원격 감지는 본질적으로 간접 측정의 한 유형으로, 관심의 속성의 측정을 얻기 위해서는 어떤 유형의 연산이 완료되어야 한다는 것을 의미한다.일부 응용 프로그램의 경우, 이러한 계산은 매우 복잡할 수 있다.또한 이러한 데이터 제품의 분석은 계산적 지구물리학으로 분류할 수 있다.

연구 프로그램

캐나다에서는 Carleton University에서 Co-op과 함께 BSC(Hon.) 형태로 컴퓨터 지구물리학이 대학 전공으로 제공되고 있다.[8]

다른 곳에는 라이스 대학교가 컴퓨터 지구물리학 센터를 가지고 있고 [9]프린스턴 대학교,[10] 텍사스 대학교,[1] 캘리포니아 공과대학교도[11] 비슷한 연구 센터를 가지고 있다.프로그램 내의 전문가, 실험실, 프로젝트, 인턴십, 학부 프로그램, 대학원 프로그램 및/또는 시설은 퀸즐랜드 대학교, 와이오밍 대학교, 보스턴 대학교, 스탠포드 대학교, 웁살라 대학교, 캔자스 주립 대학교, 킹스턴 대학교, 오스트레일리아 국립 대학교, 캘리포니아 대학교, 샌 D에 존재한다.이어고, 워싱턴 대학교, ETH 취리히, 시드니 대학교, 애팔래치아 주립 대학교, 미네소타 대학교, 태즈메이니아 대학교, 바리아 대학교, 보이세 주립 대학교, 미시건 대학교, 오울루 대학교, 유타 대학교, 기타 대학들.

실험실

컴퓨터 지구물리학을 연구하거나 적용하는 연방조직은 다음을 포함한다.

  1. NOAA 지구시스템 연구실
  2. NASA 지구과학부[13]

참조

  1. ^ a b "Computational Geosciences Jackson School of Geosciences The University of Texas at Austin". www.jsg.utexas.edu. Retrieved 2019-11-20.
  2. ^ "Advanced Research Computing (ARC)". www.usgs.gov. Retrieved 2019-11-20.
  3. ^ Slingerland, Rudy. (2011). Mathematical modeling of Earth's dynamical systems : a primer. Princeton University Press. ISBN 9780691145136. OCLC 857968920.
  4. ^ "ESRL : PSD : NCEP/NCAR Reanalysis 1". www.esrl.noaa.gov. Retrieved 2019-11-20.
  5. ^ "Global Forecast System (GFS) National Centers for Environmental Information (NCEI) formerly known as National Climatic Data Center (NCDC)". www.ncdc.noaa.gov. Retrieved 2019-11-20.
  6. ^ "HYCOM". www.hycom.org. Retrieved 2019-11-20.
  7. ^ "What is remote sensing and what is it used for?". www.usgs.gov. Retrieved 2019-11-20.
  8. ^ "Carleton University Undergraduate Calendar 2005-2006 Web Edition". www3.carleton.ca. Retrieved 2019-11-20.
  9. ^ "Rice Earth, Environmental & Planetary Sciences Earth Science Center for Computing (ESCC)". Retrieved 2019-11-20.
  10. ^ "Home Page Theoretical & Computational Seismology". tromp.princeton.edu. Retrieved 2019-11-20.
  11. ^ "Computational Geophysics - Caltech Seismological Laboratory". seismolab.caltech.edu. Retrieved 2019-11-20.
  12. ^ "NOAA Earth System Research Laboratory". www.esrl.noaa.gov. Retrieved 2019-11-20.
  13. ^ Kovo, Yael (2016-08-09). "Earth Sciences Division". NASA. Archived from the original on 2016-08-21. Retrieved 2019-11-20.

참고 항목