NetCDF Synoptische Daten auf Profilen

Kurze Beschreibung

Synoptische Daten auf mehreren Längs- und Querprofilen.

Weitere Beschreibungen

• NetCDF Profile: Koordinaten und Namensbezeichnungen sowie Koordinatentransformation;
• NetCDF Zeitkoordinate: Koordinatenvariable time;
• NetCDF Vertikalkoordinate: Vertikalkoordinate depth oder height:
  1. node_depth_3d : Vertikalkoordinate für tiefenstrukturierte Daten an Knoten;
  2. edge_depth_3d : Vertikalkoordinate für tiefenstrukturierte Daten an Kanten.

Dimensionen

Soweit nicht schon oben festgelegt, kommen noch folgende Dimensionen hinzu:

dimensions:

nMesh1_vedge = total number of computational data above nodes ;

nMesh1_face = total number of computational data above edges ;

nMesh1_prof = total number of (different) profiles ;

nMesh1_strlen1 = maximum number of characters used in long names ;

nMesh1_strlen2 = maximum number of characters used in code names ;

nMesh1_strlen3 = maximum number of characters used in short names ;

Bezeichnungen

Langer Name

char Mesh1_prof_long_name(nMesh1_prof,nMesh1_strlen1) ;

Mesh1_node_long_name:standard_name = "???" ; \\ no standard name available

Mesh1_node_long_name:long_name = "long name of profile" ;

Code-Name

char Mesh1_prof_code_name(nMesh1_prof,nMesh1_strlen2) ;

Mesh1_node_code_name:standard_name = "???" ; \\ no standard name available

Mesh1_node_code_name:long_name = "code name of profile" ;

Kurzer Name

char Mesh1_prof_short_name(nMesh1_prof,nMesh1_strlen3) ;

Mesh1_node_short_name:standard_name = "???" ; \\ no standard name available

Mesh1_node_short_name:long_name = "short name of profile" ;

Datenkompression

Auf Grund der Verwendung von z-Schichten sind über jeder Position in Abhängigkeit von der Wassertiefe unterschiedlich viele (aktive) Berechnungszellen vorhanden. Zur Reduktion der Größe der Ergebnisdatensätze werden verschiedene Dimensionen in einer komprimierten Dimension zusammengefasst. Dauerhaft fehlende Daten werden daher erst gar nicht in der Datei abgespeichert. Dies reduziert bei drei-dimensionalen Simulationen mit z-Schichten den Speicheraufwand typischer Weise um 60 bis 80 Prozent.

Komprimierte Daten an Knoten

integer nMesh1_pnode(nMesh1_pnode) ; \\ 2D data at nodes, profile oriented

nMesh1_pnode:compress = "nMesh1_node, nMesh1_prof" ;

integer nMesh1_pvedge(nMesh1_pvedge) ; \\ 3D data at nodes, profile oriented

nMesh1_pvedge:compress = "node_depth_3d nMesh1_node nMesh1_prof" ;

Komprimierte Daten an Kanten

integer nMesh1_pedge(nMesh1_pedge) ; \\ 2D data at edges, profile oriented

nMesh1_pedge:compress = "nMesh1_edge, nMesh1_prof" ;

integer nMesh1_pface(nMesh1_pface) ; \\ 3D data at edges, profile oriented

nMesh1_pface:compress = "edge_depth_3d nMesh1_edge nMesh1_prof" ;

Gewichte

Gewichte werden insbesondere im Postprocessing benötigt, um abgeleitete Daten korrekt berechnen zu können, falls die hierfür relevanten Gewichtsfaktoren, hier Längen, nicht in einfacher Weise aus den Koordinaten abgeleitet werden können. Die Verwendung von Gewichten bringt daher eine große Sicherheit in die späteren Weiterverarbeitung der Daten. Beispiele für abgeleitete Daten sind insbesondere Tiefenmittelwerte oder (spezifische) Durchflussberechnungen.

Längen

Maximale Kantenlänge

double Mesh1_edge_max_length_2d(nMesh1_pedge) ; \\ compression used

Mesh1_edge_max_length_2d:standard_name = "???" ; \\ eventually not required

Mesh1_edge_max_length_2d:long_name = "total length above 1D mesh edges, vertically integrated" ;

Mesh1_edge_max_length_2d:units = "m" ;

Mesh1_edge_max_length_2d:coordinates = "Mesh1_prof_long_name Mesh1_edge_lon Mesh1_edge_lat" ;

Mesh1_edge_max_length_2d:_FillValue = fillvalue ;

Mesh1_edge_max_length_2d:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh1_edge_max_length_2d:grid_mapping = "crs" ;

Hinweis: bei klassischen Gitternetzen ist die maximale Länge einer durchströmten Kante im Berechnungsgitter und im geometrischen Gitter identisch. In neueren Verfahren, wie z. B. UnTRIM², kann die durchströmte Kante während der Berechnung allerdings kleiner als die maximale (geometrische) Länge sein.

Nasse Kantenlänge, summiert über alle Schichten

double Mesh1_edge_wet_length_2d(time,nMesh1_pedge) ;

Mesh1_edge_wet_length_2d:standard_name = "???" ; \\ eventually not required

Mesh1_edge_wet_length_2d:long_name = "wet length above 1D mesh edges, vertically integrated" ;

Mesh1_edge_wet_length_2d:units = "m" ;

Mesh1_edge_wet_length_2d:coordinates = "Mesh1_prof_long_name Mesh1_edge_lon Mesh1_edge_lat" ;

Mesh1_edge_wet_length_2d:_FillValue = fillvalue ;

Mesh1_edge_wet_length_2d:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh1_edge_wet_length_2d:grid_mapping = "crs" ;

Hinweis: bei klassischen Gitternetzen ist die nasse, also von Wasser bedeckte Kantenlänge entweder Null oder gleich der maximalen Kantenlänge. In neueren Verfahren, wie z. B. UnTRIM², kann die nasse Kantenlänge hingegen kontinuierlich zwischen Null und der maximalen Kantenlänge je nach dem Grad der Wasserbedeckung, in stark nichtlinearer Weise variieren.

Durchflusshöhe an Knoten, summiert über alle Schichten

double Mesh1_node_water_depth_2d(time,nMesh1_pnode) ; \\ compression used

Mesh1_node_water_depth_2d:standard_name = "sea_floor_depth_below_sea_surface" ;

Mesh1_node_water_depth_2d:long_name = "water depth at 1D mesh nodes, vertically integrated" ;

Mesh1_node_water_depth_2d:units = "m" ;

Mesh1_node_water_depth_2d:coordinates = "Mesh1_prof_long_name Mesh1_node_lon Mesh1_node_lat" ;

Mesh1_node_water_depth_2d:_FillValue = fillvalue ;

Mesh1_node_water_depth_2d:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh1_node_water_depth_2d:grid_mapping = "crs" ;

Hinweis: entspricht der Wassertiefe an den Positionen.

Duchflusshöhe an Knoten, differenziert nach Schichten

double Mesh1_node_water_depth_3d(time,nMesh1_pvedge) ; \\ compression used

Mesh1_node_water_depth_3d:standard_name = "???" ;

Mesh1_node_water_depth_3d:long_name = "water depth at 1D mesh nodes, vertically structured" ;

Mesh1_node_water_depth_3d:units = "m" ;

Mesh1_node_water_depth_3d:coordinates = "Mesh1_prof_long_name Mesh1_node_lon Mesh1_node_lat" ;

Mesh1_node_water_depth_3d:_FillValue = fillvalue ;

Mesh1_node_water_depth_3d:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh1_node_water_depth_3d:grid_mapping = "crs" ;

Hinweis: die Wassertiefe in den einzelnen Schichten ist bei Verwendung von z-Schichten sowohl vom Wasserstand, der Lage der Gewässersohle, und zusätzlich noch von der Position der z-Schichten abhängig. Diese Daten sind für einen Postprozessor nur unter Kenntnis der in dem erzeugenden HN-Verfahren benutzten Algorithmen exakt rekonstruierbar.

Flächen

Duchflussfläche über Kanten, summiert über alle Schichten

double Mesh1_face_flow_area_2d(time,nMesh1_pedge) ;

Mesh1_face_flow_area_2d:standard_name = "???" ; \\ eventually not required

Mesh1_face_flow_area_2d:long_name = "flow area above 1D mesh edges, vertically integrated" ;

Mesh1_face_flow_area_2d:units = "m2" ;

Mesh1_face_flow_area_2d:coordinates = "Mesh1_prof_long_name Mesh1_edge_lon Mesh1_edge_lat" ;

Mesh1_face_flow_area_2d:_FillValue = fillvalue ;

Mesh1_face_flow_area_2d:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh1_face_flow_area_2d:grid_mapping = "crs" ;

Hinweis: bei klassischen Gitternetzen entspricht die von Wasser durchflossene Fläche über einer Kante dem Produkt aus maximaler Kantenlänge und Wasserbedeckung. In neueren Verfahren, wie z. B. UnTRIM², hängt die durchströmte Fläche über einer Kante in stark nichtlinearer Weise vom Grad der Wasserbedeckung ab, und kann daher nicht einfach rekonstruiert werden.

Durchflussfläche über Kanten, differenziert nach Schichten

double Mesh1_face_flow_area_3d(time,nMesh1_pface) ; \\ compression used

Mesh1_face_flow_area_3d:standard_name = "???" ; \\ eventually not required

Mesh1_face_flow_area_3d:long_name = "flow area above 1D mesh edges, vertically structured" ;

Mesh1_face_flow_area_3d:units = "m2" ;

Mesh1_face_flow_area_3d:coordinates = "Mesh1_edge_lon Mesh1_edge_lat" ;

Mesh1_face_flow_area_3d:_FillValue = fillvalue ;

Mesh1_face_flow_area_3d:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh1_face_flow_area_3d:grid_mapping = "crs" ;

Hinweis: die in einer z-Schicht von Wasser durchflossene Fläche ist eine Funktion des Wasserstands, der Lage der Gewässersohle, sowie der Lage der z-Schichten. Insbesondere in neueren Verfahren, wie z. B. UnTRIM², hängt die durchströmte Fläche in stark nichtlinearer Weise vom Grad der Wasserbedeckung ab, und kann daher nicht einfach rekonstruiert werden.

Aktuelle (zeitvariable) Topografie

Es werden hier Angaben nur für zeitvariable Topografie gemacht. Bei stationärer Topografie entfällt die Dimension time.

Knoten

double Mesh1_node_depth(time,nMesh1_pnode) ;

Mesh1_node_depth:standard_name = "sea_floor_depth_below_geoid" ;

Mesh1_node_depth:long_name = "sea floor depth at 1D mesh nodes" ;

Mesh1_node_depth:units = "m" ;

Mesh1_node_depth:coordinates = "Mesh1_prof_long_name Mesh1_node_lon Mesh1_node_lat" ;

Mesh1_node_depth:_FillValue = fillvalue ;

Mesh1_node_depth:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh1_node_depth:cell_methods = "nMesh1_pnode: point" ;

Mesh1_node_depth:grid_mapping = "crs" ;

Kanten

double Mesh1_edge_depth(time,nMesh1_pedge) ;

Mesh1_edge_depth:standard_name = "sea_floor_depth_below_geoid" ;

Mesh1_edge_depth:long_name = "sea floor depth for 1D mesh edges" ;

Mesh1_edge_depth:units = "m" ;

Mesh1_edge_depth:coordinates = "Mesh1_prof_long_name Mesh1_edge_lon Mesh1_edge_lat" ;

Mesh1_edge_depth:_FillValue = fillvalue ;

Mesh1_edge_depth:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh1_edge_depth:cell_methods = "nMesh1_pedge: mean" ;

Mesh1_poly_depth:cell_measures = "length: Mesh1_poly_max_length_2d" ;

Mesh1_edge_depth:grid_mapping = "crs" ;

Maximale zulässige Tiefe

• Vollständig analog zu Aktuelle Tiefe vorgehen, jedoch ohne Dimension time.
• Vorschlag für die Namensgebung:
  1. Knoten: "Mesh1_node_max_depth(nMesh1_pnode)" , und
  2. kanten: "Mesh1_edge_max_depth(nMesh1_pedge)" .

Wasserstand

Knoten

double Mesh1_node_water_level(time,nMesh1_pnode) ;

Mesh1_node_water_level:standard_name = "sea_surface_height_above_geoid" ;

Mesh1_node_water_level:long_name = "water level at 1D mesh nodes" ;

Mesh1_node_water_level:units = "m" ;

Mesh1_node_water_level:coordinates = "Mesh1_prof_long_name Mesh1_node_lon Mesh1_node_lat" ;

Mesh1_node_water_level:_FillValue = fillvalue ;

Mesh1_node_water_level:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh1_node_water_level:cell_methods = "nMesh1_pnode: point" ;

Mesh1_node_water_level:grid_mapping = "crs" ;

Kanten

double Mesh1_edge_water_level(time,nMesh1_pedge) ;

Mesh1_edge_water_level:standard_name = "sea_surface_height_above_geoid" ;

Mesh1_edge_water_level:long_name = "water level at 1D mesh edges" ;

Mesh1_edge_water_level:units = "m" ;

Mesh1_edge_water_level:coordinates = "Mesh1_prof_long_name Mesh1_node_lon Mesh1_node_lat" ;

Mesh1_edge_water_level:_FillValue = fillvalue ;

Mesh1_edge_water_level:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh1_edge_water_level:cell_methods = "nMesh1_pedge: point" ;

Mesh1_edge_water_level:grid_mapping = "crs" ;

Tiefengemittelter Salzgehalt

Knoten

double Mesh1_node_salinity_2d(time,nMesh1_pnode) ;

Mesh1_node_salinity_2d:standard_name = "sea_water_salinity" ;

Mesh1_node_salinity_2d:long_name = "salinity at 1D mesh nodes, depth averaged" ;

Mesh1_node_salinity_2d:units = "0.001" ;

Mesh1_node_salinity_2d:coordinates = "Mesh1_prof_long_name Mesh1_node_lon Mesh1_node_lat" ;

Mesh1_node_salinity_2d:_FillValue = fillvalue ;

Mesh1_node_salinity_2d:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh1_node_salinity_2d:cell_methods = "nMesh1_pnode: mean" ;

Mesh1_node_salinity_2d:cell_measures = "depth: Mesh1_node_water_depth_2d"

Mesh1_node_salinity_2d:grid_mapping = "crs" ;

Kanten

double Mesh1_node_salinity_2d(time,nMesh1_pedge) ;

Mesh1_edge_salinity_2d:standard_name = "sea_water_salinity" ;

Mesh1_edge_salinity_2d:long_name = "salinity at 1D mesh edges, depth averaged" ;

Mesh1_edge_salinity_2d:units = "0.001" ;

Mesh1_edge_salinity_2d:coordinates = "Mesh1_prof_long_name Mesh1_edge_lon Mesh1_edge_lat" ;

Mesh1_edge_salinity_2d:_FillValue = fillvalue ;

Mesh1_edge_salinity_2d:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh1_edge_salinity_2d:cell_methods = "nMesh1_pedge: mean" ;

Mesh1_edge_salinity_2d:cell_measures = "area: Mesh1_face_flow_area_2d"

Mesh1_edge_salinity_2d:grid_mapping = "crs" ;

Tiefenstrukturierter Salzgehalt

Knoten

double Mesh1_node_salinity_3d(time,nMesh1_pvedge) ; \\ compression used

Mesh1_node_salinity_3d:standard_name = "sea_water_salinity" ;

Mesh1_node_salinity_3d:long_name = "salinity at 1D mesh nodes, vertically structured" ;

Mesh1_node_salinity_3d:units = "0.001" ;

Mesh1_node_salinity_3d:coordinates = "Mesh1_prof_long_name Mesh0_node_lon Mesh0_node_lat" ;

Mesh1_node_salinity_3d:_FillValue = fillvalue ;

Mesh1_node_salinity_3d:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh1_node_salinity_3d:cell_methods = "nMesh0_vedge: mean" ;

Mesh1_node_salinity_3d:cell_measures = "depth: Mesh1_node_water_depth_3d" ;

Mesh1_node_salinity_3d:grid_mapping = "crs" ;

Tiefengemittelte Strömungsgeschwindigkeit

Knoten

double Mesh0_node_velocity_x_2d(time,nMesh0_node) ;

Mesh0_node_velocity_x_2d:standard_name = "sea_water_x_velocity" ; \\ or better eastward_sea_water_velocity

Mesh0_node_velocity_x_2d:long_name = "current velocity in x-direction at locations, depth integrated" ;

Mesh0_node_velocity_x_2d:units = "m s-1" ;

Mesh0_node_velocity_x_2d:coordinates = "Mesh0_node_long_name Mesh0_node_lon Mesh0_node_lat" ;

Mesh0_node_velocity_x_2d:_FillValue = fillvalue ;

Mesh0_node_velocity_x_2d:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh0_node_velocity_x_2d:cell_methods = "nMesh0_node: mean" ;

Mesh0_node_velocity_x_2d:cell_measures = "depth: Mesh0_node_water_depth_2d" ;

Mesh0_node_velocity_x_2d:grid_mapping = "crs" ;

Bemerkung: y-Komponente sea_water_y_velocity (northward_sea_water_velocity) analog.

Tiefenstrukturierte Strömungsgeschwindigkeit

Knoten

double Mesh0_node_velocity_x_3d(time,nMesh0_vedge) ; \\ compression used

Mesh0_node_velocity_x_3d:standard_name = "sea_water_x_velocity" ; \\ or better eastward_sea_water_velocity

Mesh0_node_velocity_x_3d:long_name = "current velocity in x-direction at locations, vertically structured" ;

Mesh0_node_velocity_x_3d:units = "m s-1" ;

Mesh0_node_velocity_x_3d:coordinates = "Mesh0_node_long_name Mesh0_node_lon Mesh0_node_lat" ;

Mesh0_node_velocity_x_3d:_FillValue = fillvalue ;

Mesh0_node_velocity_x_3d:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh0_node_velocity_x_3d:cell_methods = "nMesh0_vedge: mean" ;

Mesh0_node_velocity_x_3d:cell_measures = "depth: Mesh0_node_water_depth_3d" ;

Mesh0_node_velocity_x_3d:grid_mapping = "crs" ;

Bemerkung: y-Komponente sea_water_y_velocity (northward_sea_water_velocity) analog.

double Mesh0_node_velocity_z_3d(time,nMesh0_vedge) ; \\ compression used

Mesh0_node_velocity_z_3d:standard_name = "upward_sea_water_velocity" ;

Mesh0_node_velocity_z_3d:long_name = "current velocity in z-direction at locations, vertically structured" ;

Mesh0_node_velocity_z_3d:units = "m s-1" ;

Mesh0_node_velocity_z_3d:coordinates = "Mesh0_node_long_name Mesh0_node_lon Mesh0_node_lat" ;

Mesh0_node_velocity_z_3d:_FillValue = fillvalue ;

Mesh0_node_velocity_z_3d:valid_range = valid minimum, valid maximum ;

Mesh0_node_velocity_z_3d:cell_methods = "nMesh0_vedge: mean" ;

Mesh0_node_velocity_z_3d:cell_measures = "depth: Mesh0_node_water_depth_3d" ;

Mesh0_node_velocity_z_3d:grid_mapping = "crs" ;

Anmerkungen, Fragen

• Datei ist nicht vollständig CF-konform. Für das Attribut cell_measures müsste depth als Wert zugelassen werden. Allerdings ist depth ein CF Standardname, und dann könnte dieser Wert doch gemäß Abschnitt 7.3.4 in der CF-Metadaten Konvention zulässig sein.
• Soll das BAW-Attribut name_id (für den Code) zusätzlich benutzt werden?
• Können wir Vektoren zwischen verschiedenen Koordinatensystemen transformieren, um z. B. aus der x- und der y-Komponente die Ostkomponente zu berechnen?
• Wie kann ein sicherer Zusammenhang zwischen den Daten für die Schwebstoffklassen und den Klassennamen hergestellt werden?
• Kann der "Mesh0_suspended_matter_class_long_name" in dem Attribut coordinates genutzt werden?
• Ist es besser, die Daten der Schwebstoffklassen in einzelnen Feldern zu speichern? Dies wäre in Einklang mit den COARDS Konventionen.
• Sind "coordinates" und "grid_mapping" für die Namensbezeichnungen erforderlich/sinnvoll?
• Auf die Daten einer Position kann auch über die Namensbezeichnungen zugegriffen werden, daher erscheint der Wert "Mesh0_node_long_name" in dem Attribut coordinates. Dies entspricht der Empfehlung in Abschnitt 6.1 der CF-Metadaten Konvention.
• Benötigen wir ID und COLOR noch (in dieser Datei)? (sind oben vernachlässigt).

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