Кредит зображення: ESA
Європейське космічне агентство продемонструвало можливість свого супутника для моніторингу Землі Envisat відстежувати рівень води внутрішніх озер та річок; плями на Землі, які раніше були невидимими для попередньої радіолокаційної альтиметрії. Радіолокаційний висотомір 2 на борту Envisat посилає 1800 радіолокаційних імпульсів в секунду з висоти 800 км, а потім обчислює, скільки часу потрібно, щоб повернутися - це повідомляє пристрою про його точну відстань до планети. Команда, яка переглянула грубі дані даних Envisat, придумала спосіб видобутку річкових вод, помітивши конкретні види радіолокаційних відлунь. ESA випустить 12 років рівня річок для вчених для вивчення.
Протягом десятиліття ESA використовує супутники, щоб відскакувати радіолокаційні імпульси від Землі та точно виміряти висоту океану та сухопутних поверхонь. Але внутрішні озера та річки були ефективними сліпими плямами для радіолокаційної альтиметрії? принаймні до цих пір.
Наступного тижня ESA переглядає новий асортимент продукції під назвою "Річка та озеро" з Альтіметрії, який надає раніше недоступну інформацію про рівні води основних озер та річок по всій поверхні Землі, отриману від вимірювань висот РЛС Envisat та ERS.
Гідрологи можуть використовувати ці нові дані для моніторингу висот річок навколо планети, оцінки впливу глобального потепління та допомоги в управлінні водними ресурсами. Внутрішні водойми важливі як ключові джерела як води, так і їжі для людей, які живуть навколо них. Вони також часто є регіонами максимального біорізноманіття та є ранніми показниками регіональних змін клімату.
Розроблений новий алгоритм обробки для вилучення значень рівнів річок та озер з неочищених даних радіолокаційного висотометра. Роботу над розробкою очолив професор Філіпа Беррі з британського університету Де Монфор: «Новий радіолокаційний висотомір - це великий стрибок для гідрологів. Це дає їм новий інструмент для вивчення як історичних змін рівня водного столу, так і критично важливих даних, які слід використовувати для прогнозування моделей наявності води, виробництва електроенергії, повеней та посухи та загальних кліматичних змін. "
Радіолокаційний альтиметр 2 (RA-2), який перебуває на борту екологічного супутника ESA Envisat, є вдосконаленим режимом подальшого використання радіолокаційних висотометрів на космічних апаратах ERS-1 та ERS-2. З полярної орбіти висотою 800 км він надсилає 1800 окремих радіолокаційних імпульсів до Землі за секунду, а потім записує, скільки часу їх відлуння потрібно, щоб повернутися? призначаючи час своєї подорожі до наносекунди, щоб обчислити точну відстань до планети нижче.
Радіолокаційні висотоміри були вперше полетіли в космос ще в 1970-х роках на борту НАСА Skylab і Seasat. Ці ранні зусилля залишалися чітко зосередженими на океанах, оскільки менш гладкі сухопутні поверхні повертали нерозбірливі сигнали. Але в міру вдосконалення технології надійні дані про висоту землі стали доступними. RA-2 компанії Envisat має інноваційну систему відстеження на чотири колеса, яка дозволяє їй підтримувати радіолокаційний договір, навіть якщо місцевість нижче зміщується з океану на лід або суху землю.
Але річки та озера виявилися більш жорсткими цілями. Великі озера та широкі річки, такі як Амазонка, часто повертають заплутані «мокрі» радіолокаційні сигнали, але відлуння сусідніх сухих земель спотворювало більшість таких сигналів.
Вважаючи, що повноцінний моніторинг рівня річок та озер був все-таки здійсненним, ESA уклала контракт з університетом Де Монфор на розробку відповідного програмного продукту, з університетом Ланкастера, що консультував з питань гідрології на місцях.
Команда університету Де Монтфорт продовжила кропіткий розчісування багато гігабайт сирих даних, отриманих над річками та озерами, враховуючи тип ехо-форм, що траплялися. Вони сортували різні фігури відлуння за різними категоріями, потім створили автоматизований процес розпізнавання цих фігур у "мокрих" сигналах і в кінцевому підсумку витягували з них корисні дані.
"Для цього потрібно проаналізувати форму кожного окремого відлуння, і потрібно обчислити точний час, що відповідає ехогенному компоненту від озера чи річки", - пояснив професор Беррі. «Окрім виявлення та усунення відлуння від навколишніх земель, цей процес ускладнюється частими появами островів та піщаних русел, особливо в річкових системах. Зрештою, цей підхід справді виявився дуже ефективним, завдяки успішному пошуку висот у більшості основних річкових та озерних систем Землі ».
На наступному тижні відбудеться випуск перших демонстраційних продуктів, використовуючи цей новий алгоритм, що містить репрезентативні дані за останні сім років для річок та озер по всій Африці та Південній Америці. Планується, що дані глобального висотоміру за останні 12 років будуть потім перероблені, щоб забезпечити гідрологам історичну інформацію, неоціненну для оцінки довгострокових тенденцій.
ESA також має намір встановити оперативне програмне забезпечення у своєму наземному сегменті, щоб з часом продукт міг бути доставлений користувачам майже в реальному часі, протягом трьох годин або менше від його придбання з космосу.
Для використання нових даних гідрологам не потрібні попередні знання з радіолокаційної альтиметрії. Один продукт, відомий як гідрологія річки озера, дає дані, що відповідають пунктам пропуску річок, так, як ніби існували фактичні річкові датчики.
Такі вимірювальні прилади є традиційним способом отримання вимірювань рівня річок та озер, але їх кількість in situ сильно зменшилась за останні два десятиліття. Новий продукт компенсує цю зростаючу відсутність ґрунтових даних.
Інший продукт називається річковим озером Альтиметрія, призначений для спеціалістів з альтиметрії та забезпечує всі пункти перетину водного об'єкта, а також детальну інформацію про всі інструментальні та геофізичні виправлення.
Попередній перегляд обох продуктів можна отримати на спеціальному веб-сайті (див. Панель праворуч) або на вільному компакт-диску? електронною поштою [захищено електронною поштою], щоб замовити копію. Обидві продукти офіційно оголошені на конференції Hydrology from Space, що розпочалася в понеділок, 29 вересня, в Тулузі.
Оригінальне джерело: випуск новин ESA
