概要
米国海洋大気局（NOAA）の科学者は、PV-WAVEを利用して太陽風の噴出データを解析、可視化しています。彼らの研究目的は、太陽風が地球付近の宇宙環境にどのように影響するのか、その過程を決定することです。

課題
太陽が地球上の生命体にとって非常に重要であることは、多くの人が理解しています。しかし、太陽エネルギーの出力の変動がどのように、日々の生活に影響を与えるかを知っている人は多くありません。太陽は、常に強度や濃度の異なる荷電粒子の太陽風を噴出しています。 太陽と地球の周りの磁場である地球の磁気圏の間には、ダイナミックなバランスが存在します。この領域は、太陽フレアや大規模射出等の太陽の異常活動の影響を受けやすい領域です。太陽の異常活動は、太陽黒点活動が活発な時に良く起こります。

コロラド州ボルダーにある宇宙環境研究所（SEL)は、米国海洋大気局（NOAA)の11ヵ所ある環境研究所の一つです。その研究所の客員研究員のVic Pizzo氏は、太陽や地球物理の異常活動を研究しています。Pizzo氏は、 ユリシーズからのデータをもとにどのようなことが予測できるかを Cray® スーパーコンピュータ上でコンピュータシミュレーションを行っています。シミュレーション結果のサブセットのいくつかを更なる解析と操作用に選択し、 Hewlett-Packard® series 700 ワークステーションにダウンロードします。Pizzo氏は、そこでPV-WAVEを使用し、解析、可視化を行っています。

ソリューション
「以前は、シミュレーションの解析に折れ線グラフを使用していましたが、出力結果を解釈するのは非常に困難でした。3次元で可視化できるということは、大いに価値があります。可視化によってデータの不規則性が瞬時に表示されます。」とPizzo氏は説明します。「また、PV-WAVEでインタラクティブな解析ができることは魅力的です。PV-WAVEを使用する以前は、バッチ処理で計算、表示させていました。しかし、今は、変数を変更して、すぐにその結果を見ることができます」。 ダイナミックに変数を入力できることで、ガスの圧力と磁場の圧力などの2つの変数をインタラクティブに比較することができます。「データに異常や不連続性があるかどうかを見極めるため様々な状況を仮定したシナリオを簡単に作成できます。データの解析だけではなく、デバッグもできます」。

PV-WAVE には、ハイレベルなルーチンをライブラリが含まれています。PV-WAVEは、様々な入力データを扱うことが可能なので、Pizzo氏は以前データを新しいインタラクティブな環境で使用することもできます。

「結果的には、一旦PV-WAVEの機能を理解してしまうと、非常に多機能で簡単、そして柔軟性の高い環境です。PV-WAVEの基本機能には、畳み込み、フィルタリング、エッジ強調などが含まれています。その他にも、ベッセル関数、ガウス積分、高速フーリエ変換（FFT）、補間ルーチンなどの高度な数学機能があります。PV-WAVEは、繰り返し行う解析や可視化などに特に向いていると思います。」とPizzo氏は言います。

投資対効果（ROI）
PV-WAVE は、リモートプロシージャコール、ダイナミックリンク、インタープロセスコールなどにより他のアプリケーションとデータを共有することが可能です。これにより表計算ソフトやデータベースアプリケーションとデータの共有が楽になります。「PV-WAVEは、配列指向の言語なので、A足すBのように異なる配列を同時に可視化することが容易にできます。画像操作も分かりやすいです。必要なルーチンは自分で作成できるので、柔軟性に制限はありません。グラフィックユーティリティは、2次元・3次元の描画ユーティリティ、3次元変換ユーティリティ（スケーリング、回転、変形、透視図）、ユーザ定義のカラーマップなどを含んでいます。これらのユーティリティを特定領域の解析、ズーム、ヒストグラムの平均化などにPV-WAVEの包括的な画像処理コンポーネントとともに使用します。線形台数の演算や幾何学的な修正、コンター図の作成なども利用できます。」（Pizzo氏）

Pizzo氏は、シェード付きサーフェス図や線グラフなどをポストスクリプト、TIFF、その他の出力形式で出力できることにも魅力を感じています。「多くの場合、PV-WAVEでの出力の室は、私が論文などに使用するには、十分すぎるくらいです。PV-WAVEの可視化なくして、データの内容を十分把握することは不可能です。今では、PV-WAVEは、このプロジェクトを遂行するには不可欠な存在になっています」。