gravfftgmt - On-line na nuvem

PROGRAMA:

NOME

gravfft - Calcula a atração gravitacional de superfícies 3-D no número de onda (ou
frequência) domínio

SINOPSE

grafft ingrid [ ingrid2 ] arquivo de saída [ n/comprimento de onda/profundidade_média/tbw ] [ densidade|rogride ] [
n_termos ] [[f[+]|g|v|n|e]] [ w|b|c|t |k ] [[f|q|s|nx / ny][+a|d|h
|l][+e|n|m][+tlargura][+w[sufixo]] [+z[p]] [] [ te/rl/rm/rw[+m]] [[nível]] [ wd] [
zm[zl]] [ -fg ]

Observação: Nenhum espaço é permitido entre o sinalizador de opção e os argumentos associados.

DESCRIÇÃO

grafft pode ser usado em três modos principais. Modo 1: Simplesmente calcule o geopotencial devido a
a superfície fornecida no arquivo topo.grd. Requer um contraste de densidade (-D) e possivelmente um
nível de observação diferente (-W). Ele pegará a FFT direta 2-D da grade e usará
o método de Parker completo até os termos escolhidos. Modo 2: Calcular o geopotencial
resposta devido à flexão do arquivo de topografia. Levará a FFT direta 2-D do
grade e use o método de Parker completo aplicado ao modelo isostático escolhido. O
Os modelos disponíveis são o modelo "carregamento por cima", ou placa elástica, e o "carregamento por
abaixo", que leva em conta a resposta da placa a uma carga subterrânea (apropriada para
modelagem pontual - se você acredita neles). Em ambos os casos, os parâmetros do modelo são definidos com -T
e -Z opções. Modo 3: calcular a admitância ou coerência entre duas grades. A saída
é a média na direção radial. Opcionalmente, a admitância do modelo também pode ser
calculado. As dimensões horizontais dos grdfiles são consideradas em metros.
Grades geográficas podem ser usadas especificando o -fg opção que escala graus para metros.
Se você tiver grades com dimensões em km, poderá alterar para metros usando editar grd or
dimensionar a saída com Grdmath. Dado o número de opções que este programa oferece, é
difícil afirmar quais são as opções e quais são os argumentos necessários. Depende do que
você está fazendo; veja os exemplos para obter mais orientações.

É REQUERIDO ARGUMENTOS

ingrid Arquivo de grade binária 2-D a ser operado. (Veja FORMATOS DE ARQUIVOS DE GRID abaixo). Para
operações espectrais cruzadas, também fornecem o segundo arquivo de grade ingrd2.

-Garquivo de saída
Especifique o nome do arquivo de grade de saída ou a tabela de espectro 1-D (ver -E). (Vejo
FORMATOS DE ARQUIVOS DE GRID abaixo).

OPCIONAL ARGUMENTOS

-Cn/comprimento de onda/profundidade_média/tbw
Calcule apenas as curvas de admitância teóricas do modelo selecionado e saia. n
e Comprimento de onda são usados ​​para calcular (n * comprimento de onda) o comprimento total do perfil em
metros. profundidade_média é a profundidade média da água. Anexar dataflags (um ou dois) de tbw in
qualquer ordem. t = use o modelo "de cima", b = use o modelo "de baixo". Especifique opcionalmente
w para escrever comprimento de onda em vez de frequência.

-Ddensidade|rogride
Define o contraste de densidade na superfície. Usado, por exemplo, para calcular a gravidade
atração da camada de água que mais tarde pode ser combinada com a anomalia de ar livre
para obter a anomalia Bouguer. Neste caso não use -T. Também define implicitamente
-N+h. Alternativamente, especifique uma grade co-registrada com contrastes de densidade se um
é necessário contraste de densidade variável.

-En_termos
Número de termos usados ​​na expansão Parker (o limite é 10, caso contrário, os termos dependem
n irá apagar o programa) [Padrão = 3]

-F[f[+]|g|v|n|e]
Especifique o campo geopotencial desejado: calcule o geóide em vez da gravidade
f = Anomalias de ar livre (mGal) [Padrão]. Acrescentar + adicionar na laje implícita
ao remover o valor médio da topografia. Isso requer topografia zero
para significar nenhuma anomalia em massa.

g = Anomalias geoidais (m).

v = Gradiente de Gravidade Vertical (VGG; 1 Eotvos = 0.1 mGal/km).

e = Deflexões leste da vertical (micro-radiano).

n = Deflexões norte da vertical (micro-radiano).

-Iw|b|c|t |k
Use ingrd2 e ingrd1 (uma grade com topografia/batimetria) para estimar
admitância|coerência e escreva em stdout (-G ignorado se definido). Esta grelha deverá
contêm gravidade ou geóide para a mesma região de ingrd1. Cálculos padrão
admissão. A saída contém 3 ou 4 colunas. Frequência (comprimento de onda), admitância
(coerência) uma barra de erro sigma e, opcionalmente, uma admitância teórica. Acrescentar
dataflags (um a três) de w|b|c|t. w escreve comprimento de onda em vez de número de onda,
k seleciona km para unidade de comprimento de onda [m], c calcula coerência em vez de admitância, b
escreve uma quarta coluna com admissão teórica de "carregamento por baixo", e t
escreve uma quarta coluna com admitância teórica de "placa elástica".

-N [f | q | s |nx / ny] [+ a | [+ d | h | l] [+ e | n | m] [+ tlargura] [+ w [sufixo]] [+ z [p]]
Escolha ou pergunte sobre as dimensões de grade adequadas para FFT e defina opcional
parâmetros. Controle a dimensão FFT:
-Nf forçará o FFT a usar as dimensões reais dos dados.

-Nq irá inquirir sobre dimensões mais adequadas, relatá-las e então continuar.

-Ns apresentará uma lista de dimensões opcionais e, em seguida, sairá.

-Nnx / ny fará FFT no tamanho do array nx / ny (deve ser> = tamanho do arquivo de grade). Predefinição
escolhe dimensões> = dados que otimizam a velocidade e a precisão do FFT. Se FFT
dimensões> dimensões do arquivo de grade, os dados são estendidos e reduzidos a zero.

Controle de remoção de distorção de dados: Anexar modificadores para remover uma tendência linear:
+d: Detrend dados, ou seja, remove a tendência linear de melhor ajuste [Padrão].

+a: Remova apenas o valor médio.

+h: Remova apenas o valor médio, ou seja, 0.5 * (máx + mín).

+l: Deixe os dados sozinhos.

Extensão de controle e redução de dados: use modificadores para controlar como a extensão
e a redução gradual deve ser realizada:
+e estende a grade impondo simetria de ponto de borda [Padrão],

+m estende a grade impondo simetria de espelho de borda

+n desativa a extensão de dados.

O afilamento é executado da borda dos dados até a borda da grade FFT [100%]. Mudar
esta porcentagem via +tlargura. Quando +n está em vigor, o afunilamento é aplicado
em vez disso, para as margens de dados, já que nenhuma extensão está disponível [0%].

Escrita de controle de resultados temporários: Para uma investigação detalhada, você pode escrever o
grade intermediária sendo passada para a FFT avançada; é provável que tenha sido
retendido, estendido por simetria de ponto ao longo de todas as bordas e cônico. Acrescentar
+w[sufixo] a partir do qual os nomes dos arquivos de saída serão criados (ou seja, ingrid_prefix.ext)
[cônico], onde ext é a extensão do seu arquivo. Finalmente, você pode salvar a grade complexa
produzido pela FFT direta anexando +z. Por padrão, escrevemos o real e
componentes imaginários para ingrid_real.ext e ingrid_imagem.ext. Acrescentar p para salvar
em vez disso, a forma polar de magnitude e fase para arquivos ingrid_mag.ext e
ingrid_Estágio.ext.

-Q Escreve uma grade com a topografia flexural (com z positivo para cima) cuja média
foi definido por -Zzm e parâmetros do modelo por -T (e saída por -G). Esse é o
"Moho gravimétrico". -Q define implicitamente -N+h

-S Calcula a gravidade prevista ou a grade geóide devido a uma carga de subplaca produzida pelo
batimetria atual e o modelo teórico. Os parâmetros necessários são definidos
dentro -T e -Z opções. O número de poderes na expansão Parker é restrito a
1. Veja um exemplo mais abaixo.

-Tte/rl/rm/rw[+m]
Calcule a compensação isostática da carga topográfica (arquivo de grade de entrada) em um
placa elástica de espessura te. Adicione também densidades para carga, manto e água em
Unidades SI. Dê a profundidade média do manto via -Z. Se a espessura elástica for > 1e10,
será interpretada como a rigidez à flexão (por padrão é calculada a partir te e
Módulo jovem). Opcionalmente, anexe +m escrever uma grade com o geopotencial do Moho
efeito (ver -F) do modelo selecionado por -T. Se te = 0 então a resposta Airy é
devolvida. -T+m define implicitamente -N+h

-Wwd Defina a profundidade da água (ou altura de observação) em relação à topografia [0]. Acrescentar k para
indicar km.

-Zzm[zl]
Moho [e swell] profundidades médias de compensação. Para o modelo "carregar de cima" você
só tem que fornecer zm, mas para o "carregamento por baixo" não esqueça zl.

-V [nível] (mais ...)
Selecione o nível de verbosidade [c].

-fg Grades geográficas (dimensões de longitude, latitude) serão convertidas em metros
por meio de uma aproximação de "Terra plana" usando os parâmetros elipsoides atuais.

-^ or apenas por -
Imprime uma mensagem curta sobre a sintaxe do comando e sai (NOTA: no Windows
use apenas -).

-+ or apenas por +
Imprima uma mensagem de uso extensivo (ajuda), incluindo a explicação de qualquer
opção específica do módulo (mas não as opções comuns GMT) e, em seguida, sai.

-? or não argumentos
Imprima uma mensagem completa de uso (ajuda), incluindo a explicação das opções e, em seguida,
saídas.

--versão
Imprima a versão GMT e saia.

--show-datadir
Imprima o caminho completo para o diretório de compartilhamento GMT e saia.

GRID ARQUIVO FORMATOS

Por padrão, o GMT grava a grade como flutuadores de precisão simples em um netCDF de reclamação COARDS
formato de arquivo. No entanto, o GMT é capaz de produzir arquivos de grade em muitas outras grades comumente usadas
formatos de arquivo e também facilita o chamado "empacotamento" de grades, escrevendo em ponto flutuante
dados como números inteiros de 1 ou 2 bytes. Para especificar a precisão, escala e deslocamento, o usuário deve
adicione o sufixo =id[/escada/compensar[/nan]], Onde id é um identificador de duas letras da grade
tipo e precisão, e escada e compensar são fator de escala opcional e deslocamento para ser
aplicado a todos os valores da grade, e nan é o valor usado para indicar dados ausentes. Em caso
os dois personagens id não é fornecido, como em =/escada do que um id=nf é assumido. Quando
leitura de grades, o formato é geralmente reconhecido automaticamente. Se não, o mesmo sufixo
pode ser adicionado para inserir nomes de arquivo de grade. Ver grdconverter e Seção de grade-formato de arquivo do
Referência técnica e livro de receitas da GMT para obter mais informações.

Ao ler um arquivo netCDF que contém várias grades, o GMT lerá, por padrão, o
primeira grade bidimensional que pode ser encontrada naquele arquivo. Para persuadir o GMT a ler outro
variável multidimensional no arquivo de grade, anexar ?nome da var ao nome do arquivo, onde
nome da var é o nome da variável. Observe que você pode precisar escapar do significado especial
of ? em seu programa de shell, colocando uma barra invertida na frente dele, ou colocando o
nome do arquivo e sufixo entre aspas ou aspas duplas. o ?nome da var sufixo também pode ser usado
para grades de saída para especificar um nome de variável diferente do padrão: "z". Ver
grdconverter e Seções modificadores-para-CF e formato de arquivo de grade do GMT Técnico
Referência e livro de receitas para obter mais informações, particularmente sobre como ler emendas de 3,
Grades de 4 ou 5 dimensões.

GRID DISTÂNCIA UNIDADES

Se a grade não tiver medidor como unidade horizontal, anexe +uunidade para o arquivo de entrada
nome para converter da unidade especificada em medidor. Se sua grade é geográfica, converta
distâncias em metros, fornecendo -fg ao invés.

CONSIDERAÇÕES

As grades do netCDF COARDS serão automaticamente reconhecidas como geográficas. Para outras grades
grades geográficas onde você deseja converter graus em metros, selecione -fg. Se os dados
estão perto de qualquer um dos pólos, você deve considerar projetar o arquivo de grade em uma superfície retangular
sistema de coordenadas usando projeto grd.

PLACA FLEXURA

A solução FFT para flexão de placa elástica requer que a densidade de preenchimento seja igual à carga
densidade. Normalmente, isso só acontece diretamente abaixo da carga; além da carga o
o preenchimento tende a ser sedimentos de baixa densidade ou mesmo água (ou ar). Wessel [2001] propôs
uma aproximação que permite a especificação de uma densidade de preenchimento diferente da
densidade de carga enquanto ainda permite uma solução FFT. Basicamente, a flexão da placa é
resolvido usando a densidade de preenchimento como a densidade de carga efetiva, mas as amplitudes são
ajustado por um fator A = sqrt ((rm - ri)/(rm - rl)), que é a diferença teórica
em amplitude devido a uma carga pontual usando as duas densidades de carga diferentes. O
a aproximação é muito boa, mas falha para grandes cargas em placas fracas, uma fada
situação incomum.

EXEMPLOS

Para calcular o efeito da camada de água acima da batimetria bat.grd usando 2700 e 1035
para as densidades da crosta e da água e escrever o resultado em water_g.grd (calculando
elevado à quarta potência da batimetria na expansão de Parker):

gmt gravfft bat.grd -D1665 -Gwater_g.grd -E4

Agora subtraia-o à sua anomalia de ar livre faa.grd e você obterá a anomalia Bouguer. Você
pode se perguntar por que estamos subtraindo e não adicionando. Afinal a anomalia Bouguer finge
para corrigir a deficiência de massa apresentada pela camada de água, portanto devemos acrescentar porque
a água é menos densa que as rochas abaixo. A resposta depende da forma como os efeitos da gravidade são
calculado pelo método de Parker e aspectos práticos do uso da FFT.

gmt grdmath faa.grd water_g.grd SUB = bouguer.grd

Quer uma anomalia de MBA? Vamos calcular a contribuição do manto da crosta e adicioná-la ao
anomalia do fundo do mar. Assumindo uma crosta com 6 km de espessura e densidade 2700 e um manto com 3300
densidade, poderíamos repetir o comando usado para calcular a anomalia da camada de água, usando 600
(3300 - 2700) como contraste de densidade. Mas agora temos um problema porque precisamos saber
a profundidade média de Moho. É quando a escala/deslocamento que pode ser anexado ao nome da grade
vem na mão. Observe que não precisávamos fazer isso antes porque a profundidade média da água era
calculado diretamente a partir dos dados (observe também o sinal negativo do deslocamento devido ao fato
que z é positivo):

gmt gravfft bat.grd=nf/1/-6000 -D600 -Gmoho_g.grd

Agora, subtraia-o à anomalia do fundo do mar para obter a anomalia MBA. Aquilo é:

gmt grdmath water_g.grd moho_g.grd SUB = mba.grd

Para calcular o efeito da gravidade Moho de uma placa elástica bat.grd com Te = 7 km, densidade de
2700, sobre um manto de densidade 3300, a uma profundidade média de 9 km

gmt gravfft bat.grd -Gelastic.grd -T7000/2700/3300/1035+m -Z9000

Se você adicionar agora o fundo do mar e os efeitos de Moho, obterá a resposta completa da gravidade
do seu modelo isostático. Usaremos aqui apenas o primeiro termo da expansão de Parker.

gmt gravfft bat.grd -D1665 -Gwater_g.grd -E1
gmt gravfft bat.grd -Gelastic.grd -T7000/2700/3300/1035+m -Z9000 -E1
gmt grdmath water_g.grd elastic.grd ADD = model.grd

O mesmo resultado pode ser obtido diretamente pelo próximo comando. Porém, PRESTE ATENÇÃO
a seguir. Ainda não sei se é por um bug ou por alguma limitação, mas
o fato é que os comandos a seguir e os anteriores só dão o mesmo resultado se -E1
é usado. Para potências superiores de batimetria na expansão Parker, apenas o exemplo acima
costuras para dar o resultado correto.

gmt gravfft bat.grd -Gmodel.grd -T7000/2700/3300/1035 -Z9000 -E1

E qual seria a anomalia geóide produzida por uma carga a 50 km de profundidade, abaixo da região a
cuja batimetria é dada por bat.grd, um Moho a 9 km de profundidade e com as mesmas densidades que
antes?

gmt gravfft topo.grd -Gswell_geoid.grd -T7000/2700/3300/1035 -Fg -Z9000/50000 -S -E1

Para calcular a admitância entre a batimetria topo.grd e a anomalia de ar livre faa.grd
grade usando o modelo de placa elástica de uma crosta de 6 km de espessura média com 10 km efetivos
espessura elástica em uma região de 3 km de profundidade média da água:

gmt gravfft topo.grd faa.grd -It -T10000/2700/3300/1035 -Z9000

Para calcular a admitância entre a batimetria topo.grd e a grade geóide geoid.grd com
o modelo "carregamento por baixo" (LFB) com o mesmo que acima e carga subterrânea a 40 km,
mas assumindo agora que as grades estão geográficas e queremos comprimentos de onda em vez de frequência:

gmt gravfft topo.grd geoid.grd -Ibw -T10000/2700/3300/1035 -Z9000/40000 -fg

Para calcular a admitância teórica gravitacional de um LFB ao longo de um perfil de 2000 km de comprimento usando
os mesmos parâmetros acima

gmt gravfft -C400/5000/3000/b -T10000/2700/3300/1035 -Z9000/40000

REFERÊNCIAS

Luís, JF e MC Neves. 2006, A compensação isostática do Planalto dos Açores: um 3D
análise de admissão e coerência. J. Geotérmico Volc. Res. Volume 156, Edições 1-2, Páginas
10-22, http://dx.doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2006.03.010 Parker, RL, 1972, O rápido
cálculo de anomalias potenciais, Geophys. J., 31, 447-455. Wessel. P., 2001, Global
distribuição de montes submarinos inferida a partir da altimetria em grade Geosat/ERS-1, J. Geophys. Res.,
106(B9), 19,431-19,441, http://dx.doi.org/10.1029/2000JB000083

Use gravfftgmt online usando serviços onworks.net