Obrazový kredit: ESA
Táto mapa Stredozemného mora s ultravysokou teplotou s vysokým rozlíšením sa mohla vytvoriť iba so satelitmi. Akákoľvek ekvivalentná pozemná mapa by potrebovala takmer milión a pol teplomerov umiestnených do vody súčasne, jeden na každé dva štvorcové kilometre mora.
Táto najpodrobnejšia historická mapa všetkých 2 965 500 kilometrov štvorcových v Stredomorí, najväčšom vnútrozemskom mori na svete, sa denne aktualizuje v rámci projektu ESA Medspiration.
Vzhľadom na to, že teplota morskej hladiny (SST) je dôležitou premennou na predpovedanie počasia a stále viac sa na ňu pozerá ako na kľúčový ukazovateľ zmeny klímy, je za Medspiration myšlienka kombinovať údaje z viacerých satelitných systémov a vytvárať tak robustnú sadu údajov o morskej hladine na asimiláciu do predpovede oceánov. modely vôd v Európe a tiež v celom Atlantickom oceáne.
V prípade Stredozemného mora sa produkt Medspiration vytvára s bezprecedentným priestorovým rozlíšením dvoch kilometrov štvorcových, ako vysvetľuje Ian Robinson z oceánografického centra v Southamptone, ktorý riadi projekt Medspiration: „Rozloženie povrchovej teploty v Stredomorí obsahuje mnoho jemne podrobných prvkov, ktoré odhaľujú víry, čelá a oblaky spojené s dynamikou cirkulácie vody. Na správne sledovanie týchto funkcií je potrebné také jemné rozlíšenie, aké je potrebné. “
Zostávajúce produkty oceánu majú mať stále pôsobivé priestorové rozlíšenie desať kilometrov štvorcových. Celkové výsledky projektu Medspiration sa tiež premietajú do ešte ambicióznejšej schémy na kombináciu všetkých dostupných údajov SST do celosvetového produktu s vysokým rozlíšením, známeho ako pilotný projekt globálnej asimilácie údajov o oceáne (GODAE) s vysokým rozlíšením na hladine morskej povrchovej hladiny (GHRSST- PP).
Jeho cieľom je poskytnúť komunite používateľov novú generáciu vysoko presných produktov SST na celom svete s rozlíšením priestoru menej ako desať kilometrov každých šesť hodín.
Ako dôležitý krok k dosiahnutiu tohto cieľa ESA nielen iniciovala Medspiration ako európsky príspevok k celkovému úsiliu GHRSST-PP, ale agentúra financovala medzinárodnú projektovú kanceláriu GHRSST, ktorá sa nachádza v Hadleyovom stredisku pre klimatickú predpoveď a výskum, ktoré je súčasťou úradu Spojeného kráľovstva v Exetere.
„Medspirácia je v popredí úsilia GHRSST-PP a poháňa operačnú demonštráciu GHRSST-PP ako medzinárodného systému,“ hovorí Craig Donlon, vedúci kancelárie GHRSST. „GHRSST sa vyvinul s prístupom„ systémových systémov “, ktorý si vyžaduje stabilné rozhrania a komplexné systémy spracovania a spracovania údajov.
„Medspiration je pripravený dodať európsku zložku GHRSST-PP. V priebehu nasledujúcich 12 mesiacov bude Medspiration hrať zásadnú úlohu v partnerstve s ostatnými operačnými skupinami v USA, Austrálii a Japonsku, pretože systém GHRSST-PP začína s prevádzkou poskytovania novej generácie dátových produktov SST európskym a medzinárodným komunitám používateľov v blízkom okolí reálny čas."
Teplota povrchu oceánu je dôležitou fyzikálnou vlastnosťou, ktorá silne ovplyvňuje prenos tepelnej energie, hybnosti, vodnej pary a plynov medzi oceánom a atmosférou.
A pretože voda trvá dlho, kým sa zahreje alebo ochladí hladina mora, funguje ako obrovská nádrž tepla: v horných dvoch metroch oceánu sa ukladá všetka ekvivalentná energia obsiahnutá v atmosfére.
Celá ich voda ukladá viac ako tisícnásobok tej istej hodnoty? klimatológovia niekedy označujú oceány ako „pamäť“ zemského podnebia a meranie SST na dlhodobom základe je najspoľahlivejším spôsobom, ako určiť mieru globálneho otepľovania.
Podobne ako teplomery na oblohe, množstvo rôznych satelitov meria SST nepretržite. Napríklad pokročilý diaľkový skenovací rádiometer (AATSR) na palube Envisat ESA využíva infračervené vlnové dĺžky na získanie SST na štvorcový kilometer oceánu s presnosťou 0,2 ° C. AATSR v skutočnosti vďaka svojej vysokej presnosti pomáha kalibrovať ďalšie senzory používané v projekte Medspiration.
Iné satelity môžu mať zníženú presnosť alebo rozlíšenie, ale potenciálne ich môžu kompenzovať mikrovlnnými schopnosťami prepichujúcimi oblak alebo oveľa väčšie meracie „stopy“. Kombinovať všetky dostupné satelitné údaje dohromady? spolu s lokalizovanými meraniami z bójí a výskumných lodí - a môžete dosiahnuť denné sledovanie teploty všetkých oceánov pokrývajúcich 71% zemského povrchu. Táto informácia je potom pripravená na vloženie do príslušného „virtuálneho oceánu“? sofistikovaný počítačový model originálneho článku.
Kombinácia satelitov a dostupných pozorovaní in situ s numerickým modelovaním? technika známa ako „asimilácia údajov“? je mimoriadne silný. Revolúcia predpovedala počasie a teraz sa uplatňuje na oceány.
Observačné vstupy takmer v reálnom čase bránia modelu oceánu v tom, aby sa príliš odklonil od reality, zatiaľ čo výstupy z modelu vyrovnávajú prípadné medzery v pokrytí. Pri maximalizovanom prepojení medzi skutočnými pozorovaniami a číselným modelom možno výstupné údaje vierohodne použiť na prevádzkové úlohy, ako je predpovedanie stavu mora a kvitnutia rias a predpovedanie úniku ropy. A tieto modely sa dajú použiť aj na to, aby vyzerali hlbšie než len na hladine oceánu.
„Nadišiel čas na operatívne monitorovanie a predpovedanie trojrozmernej globálnej oceánskej štruktúry,“ komentuje Jean-Louis Fellous, riaditeľ pre oceánsky výskum vo francúzskom IFREMER, francúzskom výskumnom inštitúte pre využívanie mora, partner projektu Medspiration. „Projekt ako Medspiration je kľúčovým príspevkom k tomuto úsiliu.
„Vďaka schopnostiam, ktoré ponúkajú kozmické senzory SST, satelitné výškomery a 1500 profilovaných plavákov, merajúcich teplotu a slanosť v hlbokom oceáne? a všetky tieto údaje sú privádzané v reálnom čase do globálnych oceánskych modelov, táto vízia sa stáva realitou. “
Hoci nová mapa Stredozemného mora predstavuje dôležitý krok vpred, Medspiration aj GODAE GHRSST-PP v tomto bode stále prebiehajú.
Hlavným problémom pri monitorovaní SST Stredozemia s vysokým rozlíšením je oblačnosť. Na kompenzáciu má tím k dispozícii tok údajov takmer v reálnom čase zo štyroch samostatných satelitov? dva európske, jeden Američan a jeden Japonec. Používa sa aj technika nazývaná „objektívna analýza“, ktorá minimalizuje účinky cloudu interpoláciou hodnôt z vonkajšej časti zakrytej oblasti alebo z tejto oblasti meranej v čase pred alebo po tom, ako ju zakryl oblak.
Miešanie satelitných údajov rutinne je náročné, pretože tepelná štruktúra horného oceánu je v skutočnosti mimoriadne zložitá a rôzne senzory môžu merať rôzne hodnoty. Existuje tiež značná variabilita zo dňa na noc, pričom denné teploty sa menia s hĺbkou oveľa viac ako v noci.
Súčasťou cieľa Medspiration je plne zohľadniť tento denný cyklus, aby sa zlepšila celková účinnosť asimilácie údajov do modelov prognostických oceánov.
Pôvodný zdroj: ESA News Release
