論文の概要: A Hybrid 3D Eddy Detection Technique Based on Sea Surface Height and Velocity Field

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.08229v2
• Date: Mon, 26 Jun 2023 18:48:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-28 16:57:34.606052
• Title: A Hybrid 3D Eddy Detection Technique Based on Sea Surface Height and Velocity Field
• Title（参考訳）: 海面の高さと速度場に基づくハイブリッド3次元渦検出技術
• Authors: Weiping Hua, Karen Bemis, Dujuan Kang, Sedat Ozer, Deborah Silver
• Abstract要約: 渦検出は海洋科学者にとって海洋循環を理解し解析する重要な課題である。 本研究では,海面高さ(SSH)と速度場を組み合わせたハイブリッド渦検出手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.649753747542209
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Eddy detection is a critical task for ocean scientists to understand and analyze ocean circulation. In this paper, we introduce a hybrid eddy detection approach that combines sea surface height (SSH) and velocity fields with geometric criteria defining eddy behavior. Our approach searches for SSH minima and maxima, which oceanographers expect to find at the center of eddies. Geometric criteria are used to verify expected velocity field properties, such as net rotation and symmetry, by tracing velocity components along a circular path surrounding each eddy center. Progressive searches outward and into deeper layers yield each eddy's 3D region of influence. Isolation of each eddy structure from the dataset, using it's cylindrical footprint, facilitates visualization of internal eddy structures using horizontal velocity, vertical velocity, temperature and salinity. A quantitative comparison of Okubo-Weiss vorticity (OW) thresholding, the standard winding angle, and this new SSH-velocity hybrid methods of eddy detection as applied to the Red Sea dataset suggests that detection results are highly dependent on the choices of method, thresholds, and criteria. Our new SSH-velocity hybrid detection approach has the advantages of providing eddy structures with verified rotation properties, 3D visualization of the internal structure of physical properties, and rapid efficient estimations of eddy footprints without calculating streamlines. Our approach combines visualization of internal structure and tracking overall movement to support the study of the transport mechanisms key to understanding the interaction of nutrient distribution and ocean circulation. Our method is applied to three different datasets to showcase the generality of its application.
• Abstract（参考訳）: 渦検出は海洋科学者にとって海洋循環を理解し解析する重要な課題である。 本稿では,海面の高さ (ssh) と速度場と渦の挙動を定義する幾何学的基準を組み合わせた渦検出手法を提案する。 海洋学者がエディーズの中心に求めるSSHミニマとマキシマの探索を行った。 幾何的基準は、各渦中心を囲む円形の経路に沿って速度成分を追従することにより、ネット回転や対称性などの期待される速度場特性の検証に使用される。 プログレッシブな探索は、各エディの3D領域に影響を及ぼす。 データセットから各渦構造を分離することで、水平速度、垂直速度、温度、塩分量を用いて内部渦構造の可視化が容易になる。 大久保-ワイス渦性閾値(ow)、標準巻線角、およびこの新しいssh-速度ハイブリッド法による渦検出法を赤海データセットに適用した結果、検出結果は方法、閾値、基準の選定に大きく依存していることが示唆された。 この新しいssh-velocityハイブリッド検出手法は, 回転特性が検証された渦構造を提供すること, 物性の内部構造の3次元可視化, 流線を計算せずに高速に渦足跡を推定できる。 本手法は, 内部構造の可視化と全体移動の追跡を併用し, 栄養分布と海洋循環の相互作用を理解するための輸送機構の研究を支援する。 本手法は3つの異なるデータセットに適用し,その一般性を示す。

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