logo资料库

Visualising_Data_from_CloudSat_and_CALIPSO_Satellites.pdf

第1页 / 共79页
第2页 / 共79页
第3页 / 共79页
第4页 / 共79页
第5页 / 共79页
第6页 / 共79页
第7页 / 共79页
第8页 / 共79页
资料共79页,剩余部分请下载后查看
Abstract
Contents
List of Figures
List of Tables
Acknowledgements
Introduction
Goals
CloudSat and CALIPSO Satellites
A-Train
CALIPSO
CALIOP
Data Products
CloudSat
Data Products
Aqua
MODIS
Level 1B Data Products
Data Ordering
The Physical Basis
The Physics of Scattering
Radiance Attenuation
Elastic and Inelastic Scattering
Scattering by an Idealised Spherical Particle
Physics Behind CALIOP
The Fundamental Equation
Physics behind CPR
Brightness Temperature
HDF4 Data Files
Multi-dimensional Arrays, Dimensions and Attributes
HDF-EOS2
Dimension Mapping
CALIPSO Products
CloudSat Products
Aqua MODIS Level 1B Products
More Information
Visualising CloudSat and CALIPSO Data
Introducing ccplot
Components of ccplot
Data Reading, Processing and Visualisation
Data Reading
Processing and Visualisation
The Interpolation Algorithm
ccplot Manual
Tutorial
Getting started
Getting Information
Plotting Atmosphere Profiles
CALIPSO
How to Create Your Own Colormap
Conclusion
Appendix A. ccplot Manual Page
Appendix B. Case Studies
References
Abbreviations
Comenius University, Bratislava Faculty of Mathematics, Physics and Informatics Visualising Data from CloudSat and CALIPSO Satellites Peter Kuma
Comenius University, Bratislava Faculty of Mathematics, Physics and Informatics Visualising Data from CloudSat and CALIPSO Satellites Bachelor’s esis Degree Programme: Physics Field of Study: ¥.. Physics School: Division of Meteorology and Climatology Department of Astronomy, Physics of the Earth and Meteorology Mentor: Mgr. Ivan Bašták Ďurán, PhD. Bratislava, Peter Kuma
Univerzita Komenského v Bratislave Fakulta matematiky, fyziky a informatiky Zadanie Meno a priezvisko študenta: Peter Kuma Študijný program: Fyzika Študijný odbor: ¥.. Fyzika Typ záverečnej práce: Bakalárska práca Jazyk záverečnej práce: Anglický Sekundárny jazyk: Slovenský Názov: Visualising Data from CloudSat and CALIPSO Satellites Cieľ práce: Vizuálne spracovanie údajov z meteorologických družíc Cloudsat a CALIPSO. Vedúci: Mgr. Ivan Bašták Ďurán, PhD. Školiteľ: Mgr. Ivan Bašták Ďurán, PhD. Katedra: Katedra astronómie, fyziky Zeme a meteorológie Vedúci katedry: Prof. RNDr. Peter Moczo, DrSc. Spôsob sprístupnenia elektronickej verzie práce: Dátum schválenia: študent vedúci vedúci katedry vedúci, resp. školiteľ 3
Vizualizácia dát zo satelitov CloudSat a CALIPSO Súhrn práce CloudSat a CALIPSO sú satelity obiehajúce okolo Zeme na polárnej dráhe, slúžiace primárne na meranie oblakov a aerosólov. Prevádzkované sú organizáciami NASA a CNES. Sú súčasťou formácie satelitov nazývanej A-Train (Aernoon Train, čiže poobedný), lebo prelietajú cez rovník približne o : stredného miestneho času. Vďaka svojej blízkosti (iba asi min) a rozmanitosti meracích prístrojov poskytujú bohaté informácie o atmosfére a povrchu Zeme na danom mieste a v danom čase. CloudSat nesie na palube radar CPR podobný pozemným zrážkovým rádiolokátorom využívanými meteorologickými službami, pracujúci na frekvencii ¥ GHz. Slúži na vytvára- nie dvojrozmerných rezov atmosférou od povrchu do km, na ktorých sú identikovateľné hlavne oblaky tvorené z kvapiek. CALIPSO nesie lidar (laserový radar) CALIOP, pracujúci vo viditeľnom a infračervenom spektre (presnejšie vlnová dĺžka nm, resp. ¥ nm). Jeho hlavné produky sú podobné ako produkty CPR, čiže vertikálne rezy atmosférou. Vďaka kratšej vlnovej dĺžke je citlivý na menšie objekty, hlavne aerosóly a oblaky tvorené z ľadových kryštálov. Satelity CloudSat a CALIPSO, ale aj ostatné členy zostavy A-Train, sú vďaka širokej plejáde produktov, globálnemu pokrytiu a súbežnosti meraní veľmi užitočným nástrojom pre výskum atmosféry a klimatického systému Zeme. Sú využívané tak v meteorologickom, ako aj klimatologickom výskume. Keďže dostupné aplikácie na vizualizáciu dát z CPR a CALIOP buď nespĺňajú naše požiadavky na vyextrahovanie maximálnej úrovne detailov a produkčnú kvalitu výstupu, alebo vyžadujú veľmi nákladné platformy ako ITTVIS IDL, bolo potrebné, aby sme vyvinuli vlastný nástroj. To sme si stanovili ako cieľ tejto práce. Takýto nástroj sme vyvinuli a nazvali sme ho ccplot. Je to unixový program používajúci voľne dostupné knižnice a programovací jazyk Python. Umožnuje vizualizáciu niekoľkých typov produktov nielen z CPR a CALIOP, ale aj spektrorádiometra MODIS na satelite Aqua (tiež člen zostavy A-Train), a tak užívateľom poskytuje pomerne široký prehľad o študovanej situácii. ccplot sme uverejnili prostredníctvom Internetu pod licenciou umožňujúcou bezplatné používanie bez obmedzení, ako aj úpravu zdrojového kódu a redistribúciu. V tejto práci sa sústredíme na predstavenie jednotlivých produktov, vysvetlenie fyzikál- neho princípu ich merania a spracovania, na technické detaily formátu používaného na distribúciu produktov, detailný popis implementácie a algoritmov použitých v programe ccplot, a podanie návodu, ako používať tento program. 5
分享到:
收藏