36、可视化卡特里娜飓风：融合计算机模拟与观测数据

可视化卡特里娜飓风：融合计算机模拟与观测数据

1. 背景与前期工作

在海岸研究领域，构建集成虚拟实验室十分关键。国家飓风中心（NHC）有关即将来临风暴的预警会自动触发自动化工作流程。该流程利用不同风场启动海岸模型，如先进环流水动力模型（ADCIRC），此模型需要大量并行计算资源，可通过CCT的1024处理器集群SuperMike获得。风场由MM5大气模型生成。LSU开发并部署的SCOOP数据存档聚合了来自全国多个来源的模型输出，是可视化工作的数据来源。

前期，地球科学社区主要集中于对遥感和GIS制图数据源的数据进行二维可视化。而大气科学领域的工作多局限于对三维大气模型输出使用等值面或体绘制等科学可视化方法。GIS关注的是多层二维地理参考空间数据，大气科学处理的是超空间（三维、四维及更高维度）数据，地理参考在其中并非关键。此外，GIS的时间尺度比大气科学大几个数量级（年与分钟）。

之前大气可视化的案例包括美国国家海洋和大气管理局（NOAA）地球物理流体动力学实验室（GFDL）的工作，以及受IEEE 2004可视化竞赛启发的飓风伊莎贝尔相关工作。这些努力主要集中在对时变多维标量和矢量场进行有效渲染或数据挖掘与特征提取，未纳入GIS或风暴潮模型等其他数据。近期，风暴潮和GIS可视化的工作侧重于地理信息处理，如从激光雷达（LIDAR）中提取建筑物和洪水的交互式动画。NOAA卫星和信息服务也有一些气象卫星数据的高度场可视化。而独特之处在于对上述所有不同数据源进行集成可视化。

2. 数据管理

2.1 数据来源

• ADCIRC数据 ：能精确模拟风驱动的风暴潮，包括其形成、在海洋