Obrazový kredit: ESA
Európska vesmírna agentúra preukázala schopnosť svojho satelitného monitorovacieho satelitu Envisat sledovať hladiny vody vo vnútrozemských jazerách a riekach; škvrny na Zemi, ktoré boli predtým neviditeľné pre predchádzajúce radarové výškomery. Radarový výškomer 2 na palube Envisat vysiela 1800 radarových impulzov za sekundu z 800 km nadmorskej výšky a potom počíta, ako dlho sa musia vrátiť, čo prístroju oznámi presnú vzdialenosť planéty. Tím prešiel surovými údajmi Envisatu a vymyslel spôsob, ako extrahovať hladiny riečnej vody tak, že zistí konkrétne druhy radarových echos. ESA uvoľní vedcov na štúdium na 12 rokov hladiny rieky.
ESA už viac ako desať rokov používa satelity na odrazenie radarových impulzov od Zeme a na presné meranie výšky hladín oceánov a pevniny. Ale vnútrozemské jazerá a rieky boli účinnými slepými bodmi pre radarovú výškomeru? aspoň doteraz.
Budúci týždeň ESA predstaví ukážku nového sortimentu s názvom Rieka a jazero na úrovni výškomeru, ktorý poskytuje predtým neprístupné informácie o hladinách vody veľkých jazier a riek na zemskom povrchu, odvodené z meraní radarového výškomeru Envisat a ERS.
Hydroológovia môžu tieto nové údaje použiť na monitorovanie výšok riek po celej planéte, na posúdenie vplyvu globálneho otepľovania a pomoc pri správe vodných zdrojov. Vnútrozemské vodné útvary sú dôležité ako kľúčové zdroje vody a potravy pre ľudí žijúcich okolo nich. Často sú tiež regiónmi s maximálnou biodiverzitou a predstavujú skoré ukazovatele regionálnej zmeny klímy.
Bol vyvinutý nový algoritmus spracovania na extrahovanie nálezov na úrovni riek a jazier zo surových údajov radarového výškomeru. Úsilie v oblasti rozvoja viedla profesorka Philippa Berry z britskej De Montfort University: „Nový produkt radarového výškomeru je pre hydrológov veľkým skokom vpred. Poskytuje im nový nástroj na skúmanie historických zmien hladín podzemnej vody a kriticky dôležitých údajov, ktoré sa majú použiť pri predpovedaní modelov dostupnosti vody, výroby vodnej energie, povodňových a suchých udalostí a celkových klimatických zmien. “
Radarový výškomer 2 (RA-2) preletený na palubu environmentálneho satelitu ESA Envisat je vylepšeným pokračovaním predchádzajúcich radarových výškomerov na kozmickej lodi ERS-1 a ERS-2. Z 800 km vysokej polárnej obežnej dráhy vyšle 1800 samostatných radarových impulzov na Zem za sekundu a potom zaznamená, ako dlho sa ich odozvy vrátia? načasovanie ich cesty pod nanosekundu na výpočet presnej vzdialenosti od planéty pod ňou.
Radarové výškomery boli prvýkrát odletené vo vesmíre v sedemdesiatych rokoch minulého storočia na palubu Skylab a Seasat NASA. Tieto počiatočné snahy zostali pevne zamerané na oceány, pretože menej hladké povrchy zeme vracali nerozlúštiteľné signály. Ale ako sa táto technológia zlepšila, sprístupnili sa spoľahlivé údaje o výške pôdy. RA-2 Envisatu má inovatívny systém sledovania „pohonu všetkých štyroch kolies“, ktorý mu umožňuje zachovať radarovú zmluvu, aj keď sa terén pod posunom z oceánu na ľad alebo suchú zem.
Rieky a jazerá sa však ukázali ako prísnejšie ciele. Veľké jazerá a široké rieky, ako je Amazonka, sa často vracali k dráždivým „mokrým“ radarovým signálom, ale ozveny z blízkej suchej zeme väčšinu takýchto signálov skreslili.
Napriek tomu, že ESA bola presvedčená o plnomestení monitorovania hladiny riek a jazier, bola napriek tomu realizovateľná, ESA uzavrela zmluvu s De Montfort University na vývoj vhodného softvérového produktu. Univerzita Lancaster University radí v oblasti hydrológie v teréne.
Tím Univerzity De Montfort postupoval starostlivým rozčesávaním mnohých gigabajtov nespracovaných údajov získaných z riek a jazier, pričom vzal na vedomie typ vzniknutých tvarov ozveny. Roztriedili rôzne tvary ozveny do rôznych kategórií, potom vytvorili automatizovaný proces rozpoznávania týchto tvarov v „mokrých“ signáloch a nakoniec z nich extrahovali použiteľné údaje.
„Aby sa to dosiahlo, musí sa analyzovať tvar každej jednotlivej ozveny a musí sa vypočítať presný čas zodpovedajúci zložke ozveny z jazera alebo rieky,“ vysvetlil profesor Berry. „Okrem identifikácie a odstránenia ozveny z okolitej pôdy je tento proces komplikovaný častým výskytom ostrovov a pieskovísk, najmä v riečnych systémoch. Nakoniec sa však ukázalo, že tento prístup je skutočne veľmi efektívny, keď sa podarilo úspešne získať výšky z väčšiny hlavných riečnych a jazerných systémov Zeme. “
Budúci týždeň sa objavia prvé demonštračné produkty využívajúce tento nový algoritmus, ktoré obsahujú reprezentatívne údaje za posledných sedem rokov pre rieky a jazerá v Afrike a Južnej Amerike. Plánuje sa, že údaje z globálneho výškomeru za posledných 12 rokov sa potom spracujú, aby sa hydrologom poskytli historické informácie, ktoré sú neoceniteľné pri posudzovaní dlhodobých trendov.
ESA má tiež v úmysle nainštalovať operačný softvér vo svojom pozemnom segmente, aby sa produkt mohol dodať používateľom v takmer reálnom čase, do troch hodín alebo menej od jeho získania z vesmíru.
Hydroológovia nepotrebujú predchádzajúce znalosti o radarovej výškomere, aby mohli využívať nové údaje, pričom jeden produkt známy ako Hydrologia riečneho jazera poskytuje údaje zodpovedajúce priechodom, ako keby existovali skutočné riečne vodomery.
Takéto meradlá sú tradičným spôsobom, ako sa získavajú merania hladín riek a jazier, ale ich počet in situ sa za posledné dve desaťročia prudko znížil. Nový produkt bude kompenzovať tento rastúci nedostatok základných údajov.
Ďalší produkt sa nazýva Altimetria riečneho jazera, určená pre odborníkov na výškomer a poskytuje všetky prechody vodnému útvaru spolu s podrobnými informáciami o všetkých prístrojových a geofyzikálnych korekciách.
K ukážkam oboch produktov sa dostanete prostredníctvom špecializovanej webovej stránky (pozri pravú lištu) alebo na bezplatnom CD? e-mail [chránený e-mailom] a objednať si kópiu. Oba výrobky sú oficiálne oznamované na konferencii Hydrology from Space, ktorá sa začína v pondelok 29. septembra v Toulouse.
Pôvodný zdroj: ESA release release
