Definição do clima global de distribuição de ondas costeiras usando métodos computacionais e modelagem de onda costeira

• Processo: 22/13873-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 02 de março de 2023
• Data de Término da vigência: 01 de fevereiro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Oceanografia - Oceanografia Física
• Pesquisador responsável: Joséph Harari
• Beneficiário: Ophelie Fabienne Marie Renée Choupin
• Supervisor: Guillaume Dodet
• Instituição Sede: Instituto Oceanográfico (IO). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), França
• Vinculado à bolsa: 22/06765-8 - Definição do clima de distribuição de ondas usando métodos computacionais e dados de modelagem de onda costeira e global., BP.DR
• Assunto(s): Modelagem computacional Ondas (oceanografia) Computação paralela Zoneamento Análise de dados
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: and direction space | Computational Mathod | Global coastline wave distribution climate | Global wave distribution climate | parallel computing | period | Zoning | 3-dimensional wave height | Data Analysis

Resumo

Quase 40% da população vive ao longo da costa global, e a maioria das atividades marinhas é afetada pelas condições das ondas. Este doutorado é dedicado a caracterizar e analisar a distribuição global do clima de distribuição multivariada das ondas oceânicas que eventualmente ajudará a melhorar a proteção da população costeira e a independência energética usando estimativas de energia das ondas exploráveis. Em outras palavras, o objetivo é dividir as conhecidas tendências globais de ondas em um número finito de climas de distribuição de ondas e zonas com características semelhantes. Um algoritmo de agrupamento será desenvolvido principalmente com base nas técnicas de Análise de Componentes Principais (PCA) juntamente com outros métodos de análise de dados e otimização para agrupar dados de altura, período e direção de ondas em todo o mundo. A análise é baseada no modelo global de ondas em termos de distribuição horária do estado do mar (altura da onda, período e direção), para agrupá-los em zonas de clima particular de distribuição de ondas. A distribuição será analisada anualmente, sazonalmente e mensalmente cobrindo períodos de 10 e 30 anos anteriores a 2019. Como este doutorado visa apoiar comunidades costeiras, a análise global do oceano é acompanhada por análises costeiras ou baseadas em plataforma. Além disso, uma vez que a reanálise de modelos de ondas globais, como o ERA5, usa resolução espacial grosseira (cerca de 30 km), este doutorado visa comparar resultados de grande resolução espacial com aqueles ao longo da costa. Os dados baseados em prateleiras são caracterizados por uma resolução espacial mais fina (até 200 m em direção à costa). O Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS) e alojado pelo Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la MER (IFREMER) diretamente envolvido na equipa de supervisão do doutoramento fornecerá o conjunto de dados de ondas costeiras já existente e validado. Para acessar os dados deste modelo e aproveitar a considerável experiência de LOPS/IFREMER em ondas mundiais, onze meses do último ano seria dedicado a esta colaboração como um sanduiche (que está "Bolsa Estágio de Pesquisa no Exterior" se dedicada a apoiar) durante o qual a investigação mais profunda das ligações entre os resultados globais, especialmente costeiros, e fenômenos oceanográficos e climáticos bem conhecidos será realizada juntamente com a execução do algoritmo na onda baseada em plataforma de alta resolução dados para estimar a evolução detalhada dos climas de distribuição de ondas em direção à costa. O processamento da grande quantidade de dados foi viabilizado usando uma segunda colaboração com a Cranfield University (Centre for Computational Engineering Sciences) que ajuda a lidar com o custo computacional e reduzir drasticamente o tempo de processamento usando no total dois Hyper Performance Computer (HPC), juntamente com análise de dados e técnicas avançadas de paralelismo. (AU)