¿Hay algún software que me ayude a modelar las mareas?

Tengo un planeta que orbita alrededor de una estrella similar al Sol, acompañado de una luna que es un poco más masiva que nuestra propia Luna. La superficie es aproximadamente dos tercios de agua y un tercio de tierra, con la mayor parte de la tierra en un gran supercontinente. Busco modelar las mareas que experimentarán las áreas costeras, en particular en un archipiélago ecuatorial en el océano.

Actualmente estoy considerando modelar la elevación de las mareas en el archipiélago utilizando las ecuaciones de mareas de Laplace . Quiero probar una cuadrícula de diferentes parámetros, variando las órbitas (principalmente los radios orbitales) del planeta y la luna. Hacer esto a mano sería extremadamente costoso y llevaría mucho tiempo. Por lo tanto, espero algún software que me resuelva las ecuaciones; Puedo iterar a través de la cuadrícula y comparar los resultados, eligiendo los parámetros que más me convengan.

¿Qué software puede ayudarme con mi modelado de mareas? Tengo varios criterios que influirían en mi elección:

  • Rapidez y eficacia. Dado que voy a examinar una gran cantidad de conjuntos de parámetros, es imprescindible contar con una herramienta rápida.
  • Precisión. Idealmente, me gustaría calcular las elevaciones de las mareas con una precisión de aproximadamente un centímetro.
  • Constituyentes de las mareas. Idealmente, el paquete calcularía tantos componentes de marea como sea posible, para un mayor análisis y edificación.
  • Coste y accesibilidad. El software gratuito y de código abierto estaría bien.
  • Flexibilidad a diferentes insumos. Obviamente, quiero poder ingresar los diversos parámetros, tanto para el planeta (gravedad superficial y rotación) como para las órbitas.
  • Interfaz. Sería bueno algún tipo de interfaz gráfica de usuario, en lugar de simplemente ejecutar el código en la línea de comando (aunque estaría de acuerdo con lo último).
Nosotros en el mismo barco. Estoy considerando crear un programa para hacer precisamente eso... aunque tengo una experiencia limitada en codificación :) Creo que será una tarea enorme modelar mundos, aunque sea de forma aproximada.
¿Curioso si/cómo ha creado una batimetría para proporcionar datos de profundidad para ingresar en las ecuaciones de Laplace? Especialmente si desea ese grado de precisión de 1 cm.
@EveryBitHelps He estado construyendo un mapa batimétrico para el área que rodea inmediatamente al archipiélago, aunque no para el resto del planeta.
Una búsqueda de "modelo numérico de mareas" da alrededor de 3,4 millones de resultados. La mayor parte de la primera página parece ser enlaces a artículos científicos y/o archivos PDF, pero leerlos puede proporcionarle enlaces a software real. (Dado que muchos investigadores publican código). Sin embargo, no es probable que sea fácil de usar.
Puede probar Software Recommendations.SE o Earth Science.SE. ¿Hay alguna razón por la que no has probado allí?
@JohnLocke Dado que esta es una aplicación bastante específica, pensé que era más probable que la gente aquí hubiera usado algo como esto antes que alguien en Software Recs lo hubiera usado. Con respecto a esa pregunta: no está realmente relacionada con mi pregunta; No me interesa hacer un mapa.
@EveryBitHelps y HDE226868: como alternativa a la codificación de esto, recomendaría intentar modelar esto en Matlab o R script; ambas suites son excelentes para el uso iterativo exploratorio (es decir, ajustar los parámetros hasta que alcance lo que está buscando) , y ya debería tener un paquete para análisis armónico y transformadas de Fourier. Finalmente, es bastante sencillo trazar imágenes en color 3D de datos en estas suites, por lo que podrá generar mapas costeros y diagramas de mareas con bastante facilidad una vez que obtenga los resultados. ¡Buena suerte! :)
@ HDE26868 Además de mi respuesta a continuación, podría producir curvas de marea modificadas para la variación en los períodos orbitales planetarios y lunares simplemente estirando / apretando las curvas para un lugar conocido. Tenga en cuenta que habrá dos protuberancias de marea. Puede sacarlos con algunos análisis elementales de Fourier y ajustarlos en consecuencia. Para la luna, asegúrese de estar utilizando el período orbital aparente. Si se ajusta de manera similar para el potencial gravitacional, tenga en cuenta que las mareas son causadas por la 'diferencia' en el potencial gravitatorio. La luna/el sol NO atraen el cuerpo de agua debajo de ellos. continuación
A menos que proponga grandes cambios, en el mejor de los casos será un efecto de segundo orden.
@A_Rahman Desafortunadamente, existe una confusión de terminología en inglés sobre Tidal Waves. Se debe distinguir entre Tsunamis, olas que surgen típicamente de eventos sísmicos y que en inglés se denominan erróneamente "Tidal Waves" y las protuberancias de las mareas, y sí, son olas, producidas por las fuerzas de elevación de las mareas que surgen de los efectos de la gravedad diferencial. of the Moon, Sun & ... La palabra japonesa Tsunami es ahora el uso preferido en inglés entre los oceanógrafos y sismólogos y 'Tidal Bulge' en el dominio marítimo. 'Tidal Wave' no es un término artístico.

Respuestas (3)

Desafortunadamente, la respuesta es no. Apoyos serios para ti si quieres intentar codificar esto. Probablemente haya un doctorado en ello.

Uno de los principales recursos sobre el tema es el Manual de Mareas del Almirantazgo (NP 120).

Han pasado algunos años desde que trabajé en la disciplina y la teoría puede haber progresado, pero la predicción de mareas se realiza principalmente analizando los constituyentes armónicos con una transformada de Fourier y luego resolviendo tiempos sucesivos (t). El problema es que no todos los constituyentes surgen de potenciales gravitatorios. La latitud, las frecuencias de resonancia de las cuencas oceánicas y esturinas también desempeñan un papel, al igual que la batimetría local, la inclinación orbital y la inclinación del plano de un cuerpo en órbita (luna(s)). En bahías largas y estrechas también existe el efecto seiche (Bahía de Fundy). Tampoco hay que olvidar impactos como los vientos predominantes, las marejadas ciclónicas y la inercia (el nivel del mar en la costa del Pacífico del Istmo de Panamá es 20 m más alto que en la costa del Atlántico).

A menos que esté proponiendo un conjunto muy inusual de potenciales gravitacionales, este es uno que puede agitar a mano. Buscaría un lugar en la tierra con una geografía similar a su lugar de interés (¿Hawái?) y usaría esas mareas. NP 120 describe cómo viaja el maremoto a lo largo de las costas orientadas N/S y E/W si desea realizar una extrapolación realista.

Mi experiencia es como Capitán Mariner / Capitán de puerto y académico marítimo y un consejo que ofrecería es, a menos que tenga una necesidad de trama para la precisión de cm, no se preocupe. Si bien los cálculos y las predicciones se realizan con ese nivel de precisión cuando se trata de flotar/no flotar, ningún marinero prudente dependería de ello. Siempre se permite un amplio margen de error que depende del tamaño del buque.

En primer lugar, no soy un experto en este campo, simplemente una persona a la que le encanta estudiar el flujo de fluidos, por lo que ha explorado herramientas y métodos de simulación de flujo de fluidos como parte de su extraña lista de pasatiempos.

Estoy asumiendo aquí que ( a ) preferiría una herramienta de código abierto (ya que mencionó que prefiere esto pero no lo especificó), en cuyo caso le sugiero que pruebe Delft3D. enlace a la versión de código abierto de esta herramienta y especificaciones (le sugiero que explore su sitio web un poco. Buenas demostraciones y herramientas alternativas y otras cosas)

( b ) que la simulación del maremoto se basa en el impacto en la costa, es decir, estás estudiando una pequeña área de superficie de impacto con diferentes parámetros (que crees que sería el resultado de tener esta Tierra como un planeta) y, a su vez, trata de deducir qué podría ser el resultado a una escala mucho mayor y una demostración básica de cómo se vería esto y cuáles podrían ser los parámetros aquí y luego volver al área de interés para ver cuál podría ser el impacto de estos parámetros deducidos en el área de interés en detalle.

También puede consultar estos enlaces para obtener herramientas alternativas this y this , obtuve una búsqueda básica en línea. espero que esto te ayude

Después de buscar un poco, encontré este sitio:

http://seismologie.oma.be/en/downloads/tsoft

La aplicación se llama TSoft y es para modelar mareas. Nunca he usado este software, pero mirando las capturas de pantalla y leyendo las descripciones, parece ser un editor muy avanzado. También parece tener una GUI básica.

Además, TSoft ofrece la posibilidad de escribir scripts, que permiten simplificar y agilizar considerablemente las tareas rutinarias.

Si no puede encontrar nada que le permita cambiar los parámetros de la luna, el sol y otros objetos, que dudo ver cómo está hecho para editar mareas, puede intentar escribir un script para eso.

Nuevamente, no puedo garantizar lo que esta aplicación puede o no puede hacer porque no sé lo suficiente al respecto, pero espero que sea lo que está buscando.

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