La geofísica computacional es el campo de estudio que utiliza cualquier tipo de cálculos numéricos para generar y analizar modelos de sistemas geofísicos complejos. Puede considerarse una extensión o subcampo tanto de la física computacional como de la geofísica . En los últimos años, la potencia computacional, la disponibilidad de datos y las capacidades de modelado han mejorado exponencialmente, lo que hace que la geofísica computacional sea una disciplina más poblada. [1] Debido al gran tamaño computacional de muchos problemas geofísicos, puede requerirse computación de alto rendimiento para manejar el análisis. [2] Las aplicaciones de modelado de la geofísica computacional incluyen el modelado atmosférico , el modelado oceánico , los modelos de circulación general y el modelado geológico . Además del modelado, algunos problemas en teledetección caen dentro del alcance de la geofísica computacional, como la tomografía , los problemas inversos y la reconstrucción 3D .
La generación de modelos geofísicos es un componente clave de la geofísica computacional. Los modelos geofísicos se definen como "descripciones físico-matemáticas de cambios temporales y/o espaciales en variables geológicas importantes, derivadas de leyes, teorías y relaciones empíricas aceptadas". [3] Los modelos geofísicos son utilizados frecuentemente por investigadores en todas las disciplinas de las ciencias ambientales.
En la ciencia del clima, los modelos atmosféricos, oceánicos y de circulación general son un recurso fundamental para los investigadores. Aunque la teledetección ha proporcionado cada vez más mediciones in situ de variables geofísicas, nada se acerca a la resolución temporal y geoespacial de los datos proporcionados por los modelos. Aunque los datos pueden estar sujetos a problemas de precisión debido a las técnicas de extrapolación utilizadas, el uso de datos modelados es una práctica comúnmente aceptada en las ciencias climáticas y meteorológicas. A menudo, estos modelos se utilizan junto con mediciones in situ.
Algunos modelos conocidos son
Los modelos de sistemas geológicos se utilizan con frecuencia en la investigación, pero su disponibilidad de datos públicos es menor que la de los modelos climáticos y meteorológicos. Existe una amplia gama de software disponible que permite realizar geomodelados.
El Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) define la teledetección como la medición de alguna propiedad mediante la transmisión de algún tipo de radiación a distancia y la medición de la radiación emitida y reflejada. La teledetección puede implicar satélites, cámaras y emisión de ondas sonoras. [7] La teledetección es inherentemente un tipo de medición indirecta, lo que significa que se debe realizar algún tipo de cálculo para obtener una medición de la propiedad de interés. Para algunas aplicaciones, estos cálculos pueden ser muy complejos. Además, el análisis de estos productos de datos puede clasificarse como geofísica computacional.
En Canadá , la geofísica computacional se ofrece como especialidad universitaria en forma de licenciatura (con honores) con prácticas en la Universidad de Carleton . [8]
Por otra parte, la Universidad Rice tiene un Centro de Geofísica Computacional, [9] mientras que la Universidad de Princeton , [10] la Universidad de Texas , [1] y el Instituto Tecnológico de California [11] tienen centros de investigación similares. Existen expertos, laboratorios, proyectos, pasantías, programas de pregrado, programas de posgrado y/o instalaciones en el programa en la Universidad de Queensland , la Universidad de Wyoming , la Universidad de Boston , la Universidad de Stanford , la Universidad de Uppsala , la Universidad Estatal de Kansas , la Universidad de Kingston , la Universidad Nacional Australiana , la Universidad de California, San Diego , la Universidad de Washington , la Universidad Tecnológica de Nanyang , ETH Zurich , la Universidad de Sydney , la Universidad Estatal de los Apalaches , la Universidad de Minnesota , la Universidad de Tasmania , la Universidad Bahria , la Universidad Estatal de Boise , la Universidad de Michigan , la Universidad de Oulu , la Universidad de Utah y otras.
Las organizaciones federales que estudian o aplican la geofísica computacional incluyen