Vaizdo kreditas: ESA
Šis ypač aukštos raiškos Viduržemio jūros paviršiaus temperatūros žemėlapis galėjo būti sudarytas tik naudojant palydovus. Bet kuriam lygiaverčiam antžeminiam žemėlapiui reikės beveik pusantro milijono termometrų, įleistų į vandenį vienu metu, po vieną kas du kvadratinius kilometrus jūros.
Šis išsamiausias visų laikų šiluminis žemėlapis iš visų 2 965 500 kvadratinių kilometrų Viduržemio jūros, didžiausioje pasaulyje vidaus jūroje, yra atnaujinamas kasdien, kaip ESA projekto „Medspiration“ dalis.
Kadangi jūros paviršiaus temperatūra (SST) yra svarbus orų prognozavimo kintamasis ir vis labiau laikoma pagrindiniu klimato pokyčių rodikliu, „Medspiration“ idėja yra sujungti kelių palydovų sistemų duomenis, kad būtų gautas patikimas jūros paviršiaus duomenų rinkinys, kuris būtų pritaikytas vandenynų prognozavimui. vandenų aplink Europą ir visą Atlanto vandenyną modeliai.
Viduržemio jūrai „Medspiration“ produktas yra sukurtas beprecedentiu dviejų kvadratinių kilometrų erdviniu skyriu, kaip paaiškina Ian Robinson iš Sautamptono okeanografijos centro, vadovaujančio „Medspiration“ projektui: „Paviršiaus temperatūros pasiskirstymas Viduržemio jūroje turi daug smulkiai detalių savybių, kurios atskleisti sūkurius, frontus ir plunksnas, susijusias su vandens cirkuliacijos dinamika. Kad būtų galima tinkamai sekti šias savybes, reikalinga tokia puiki raiška. “
Likusiems vandenyno produktams ketinama skirti vis dar įspūdingą dešimties kvadratinių kilometrų erdvinę skiriamąją gebą. Bendrieji „Medspiration“ projekto rezultatai taip pat naudojami dar ambicingesnėje schemoje, kaip sujungti visus turimus SST duomenis į pasaulinės raiškos produktą, žinomą kaip „Global Ocean Data Assimilation Experiment“ (GODAE) didelės raiškos jūros paviršiaus temperatūros bandomasis projektas (GHRSST- PP).
Jos tikslas - vartotojams pristatyti naujos kartos labai tikslius visame pasaulyje gaminamus SST produktus, kurių skiriamoji geba kosmose yra mažesnė nei dešimties kilometrų kas šešias valandas.
Kaip svarbų žingsnį siekiant šio tikslo, EKA ne tik inicijavo „Medspiration“, kaip Europos indėlį į bendras GHRSST-PP pastangas, bet ir agentūra finansavo GHRSST tarptautinį projektų biurą, esantį Hadley klimato prognozavimo ir tyrimų centre. JK Met biure, esančiame Ekseteryje.
„Tarpininkavimas yra„ GHRSST-PP “pastangų priešakyje ir skatina GHRSST-PP, kaip tarptautinės sistemos, operacinį demonstravimą“, - sako Craig Donlon, GHRSST biuro vadovas. „GHRSST sukūrė„ sistemų sistemos “metodą, reikalaujantį stabilių sąsajų ir išsamių duomenų tvarkymo ir apdorojimo sistemų.
„„ Medspiration “yra pasirengusi pristatyti„ GHRSST-PP “Europos komponentą. Per ateinančius 12 mėnesių „Medspiration“ vaidins pagrindinį vaidmenį bendradarbiaujant su kitomis operatyvinėmis grupėmis JAV, Australijoje ir Japonijoje, nes „GHRSST-PP“ sistema pradeda eksploatuoti naujos kartos SST duomenų produktus artimiausioms Europos ir tarptautinėms vartotojų bendruomenėms. realiu laiku. “
Vandenyno paviršiaus temperatūra yra svarbi fizinė savybė, daranti didelę įtaką šilumos energijos, impulsų, vandens garų ir dujų perdavimui tarp vandenyno ir atmosferos.
Vanduo, kurį reikia sušilti ar atvėsinti, ilgą laiką, yra didžiulis šilumos rezervuaras: vien tik viršutiniai du metrai vandenyno kaupia visą ekvivalentinę atmosferoje esančią energiją.
Visame jų vandenyje yra daugiau nei tūkstantis kartų ta pati vertė? Klimatologai vandenynus kartais vadina Žemės klimato „atmintimi“, o ilgalaikis SST matavimas yra patikimiausias būdas nustatyti pasaulinio atšilimo greitį.
Kaip ir termometrai danguje, daugybė skirtingų palydovų nuolat matuoja SST. Pavyzdžiui, ESA „Envisat“ esantis patobulintas skenavimo radiometrinis spinduliuotė (AATSR) naudoja infraraudonųjų bangų ilgį, kad gautų SST 0,2 ° C tikslumu kvadratiniam kilometrui vandenyno. Tiesą sakant, dėl didelio tikslumo AATSR padeda kalibruoti kitus jutiklius, naudojamus „Medspiration“ projekte.
Kitų palydovų tikslumas ar skiriamoji geba gali būti mažesnė, tačiau juos gali kompensuoti mikrobangų krosnelėje sklindantys debesys ar daug didesni pėdsakai. Sujungti visus turimus palydovo duomenis kartu? kartu su lokaliais plūdurų ir tyrimų laivų matavimais - ir jūs galite kasdien stebėti visų vandenynų, dengiančių 71% Žemės paviršiaus, temperatūrą. Tada ši informacija yra parengta įvesti į atitinkamą „virtualų vandenyną“? sudėtingas autentiško straipsnio kompiuterinis modelis.
Palydovų ir taip pat in situ stebėjimų derinys su skaitmeniniu modeliavimu? metodą, vadinamą „duomenų asimiliacija“? yra nepaprastai galingas. Jis sukėlė revoliuciją atmosferos orų prognozavime ir dabar yra pritaikomas vandenynams.
Stebimi duomenys realiu laiku neleidžia vandenyno modeliui per daug nukrypti nuo tikrovės, o modelio išvestys kompensuoja bet kokias aprėpties spragas. Maksimaliai suderinus faktinius stebėjimus su skaitmeniniu modeliu, išvesties duomenys gali būti patikimai naudojami atliekant operacines užduotis, tokias kaip jūros būklės ir dumblių žydėjimo prognozavimas ir naftos išsiliejimo kelio numatymas. Šie modeliai taip pat gali būti naudojami žvelgiant giliau nei tik į vandenyno paviršių.
„Artėja laikas trimatės pasaulinės vandenyno struktūros stebėjimui ir prognozavimui“, - komentuoja Jean-Louis Fellous, Prancūzijos IFREMER, Prancūzijos jūros eksploatavimo tyrimų instituto, „Medspiration“ projekto vandenyno tyrimų direktorius. „Projektas, toks kaip„ Medspiration “, yra pagrindinis indėlis į šį siekį.
„Ar yra galimybių, kurias teikia kosminiai SST jutikliai, palydoviniai altimetrai ir 1 500 profiliavimo plūdurių, matuojančių temperatūrą ir druskingumą giliame vandenyne? ir visi šie duomenys beveik realiu laiku perduodami pasauliniams vandenynų modeliams, ši vizija tampa realybe. “
Nors naujasis Viduržemio jūros žemėlapis yra svarbus žingsnis į priekį, tiek „Medspiration“, tiek „GODAE GHRSST-PP“ šiuo metu tebeveikia.
Pagrindinė Viduržemio jūros aukštos skyros SST stebėjimo problema yra debesų danga. Norėdami kompensuoti, komanda iš keturių atskirų palydovų turėjo duomenų srautą beveik realiu laiku? du europiečiai, vienas amerikietis ir vienas japonas. Taip pat taikomas metodas, vadinamas „objektyvia analize“, kuris sumažina debesų poveikį, interpoliuodamas vertes iš užtemusios srities arba iš tos srities, matuojamos kartais prieš debesį ar po jo.
Įprastinis palydovo duomenų maišymas yra sudėtingas, nes viršutinio vandenyno šiluminė struktūra yra labai sudėtinga, o skirtingi jutikliai gali matuoti skirtingas vertes. Taip pat labai skiriasi dienos naktį, kai dienos metu temperatūra svyruoja kur kas labiau nei naktį.
Dalis „Medspiration“ tikslo yra visiškai atsiskaityti už šį dienos ciklą, siekiant pagerinti bendrą jo duomenų įsisavinimo į vandenynų prognozavimo modelius veiksmingumą.
Originalus šaltinis: ESA naujienų leidinys
