Кредит зображення: ESA
Ця карта температури моря Середземноморського ультрависокої роздільної здатності могла бути зроблена лише за допомогою супутників. Будь-яка еквівалентна наземна карта потребує майже мільйона і півтора термометрів, розміщених у воді одночасно, по одному на кожні два квадратні кілометри моря.
Ця найдокладніша на сьогодні теплова карта з усіх 2 965 500 квадратних кілометрів Середземномор'я, найбільшого внутрішнього моря у світі, щодня оновлюється в рамках проекту ESS "Медспірація".
Оскільки температура поверхні моря (SST) є важливою змінною для прогнозу погоди та все частіше сприймається як ключовий показник зміни клімату, ідея Medspiration полягає в об'єднанні даних з декількох супутникових систем для створення надійного набору даних про морську поверхню для засвоєння в прогнозі океану моделі вод навколо Європи, а також цілого Атлантичного океану.
Для Середземного моря продукт "Медспірація" створюється з безпрецедентним просторовим дозволом у два квадратні кілометри, як пояснює Іван Робінсон з Центру океанографії Саутгемптона, що керує проектом "Медспірація": "Розподіл температури поверхні в Середземномор'ї містить безліч тонко деталізованих особливостей, які виявляють вихри, фронти та затоки, пов’язані з динамікою циркуляції води. Роздільна здатність настільки тонка, як ця необхідна для належного відстеження цих функцій ».
Решта океанських виробів мають досі вражаюче просторове дозвіл у десять квадратних кілометрів. Загальні результати проекту "Медспірація" також входять у ще більш грандіозну схему об'єднання всіх доступних даних SST у всесвітній продукт високої роздільної здатності, відомий як експеримент глобального океанічного засвоєння даних океану (GODAE), пілотний проект з високою роздільною здатністю моря (GHRSST- ПП).
Його мета полягає в тому, щоб кожні шість годин доставляти до спільноти користувачів нове покоління високоточних у всьому світі SST-продуктів із роздільною здатністю простору менше десяти кілометрів.
Як важливий крок до досягнення цієї мети, ESA не тільки започаткувала «Медіаспірацію» як європейський внесок у загальні зусилля GHRSST-PP, але Агентство фінансувало міжнародний проектний офіс GHRSST, який знаходиться в Центрі прогнозування клімату та досліджень Хедлі, частина Мет-офісу Великобританії, що знаходиться в Ексетері.
"Медспірація є на передовій зусиль GHRSST-PP і є рушійною оперативною демонстрацією GHRSST-PP як міжнародної системи", - говорить Крейг Донлон, керівник Управління GHRSST. «GHRSST розвинувся з підходом« система систем », вимагаючи стабільних інтерфейсів та всебічних систем обробки та обробки даних.
«Medspiration готова поставити європейський компонент GHRSST-PP. Протягом наступних 12 місяців Medspiration відіграватиме фундаментальну роль у партнерстві з іншими операційними групами у США, Австралії та Японії, оскільки система GHRSST-PP розпочинає оперативну доставку нового покоління даних даних SST європейським та міжнародним спільнотам користувачів у найближчі реальний час."
Температура поверхні океану - важлива фізична властивість, яка сильно впливає на передачу теплової енергії, імпульсу, водяної пари та газів між океаном та атмосферою.
А тому, що води потрібно тривалий час, щоб нагрітись або охолодити морську поверхню, вона функціонує як величезний резервуар тепла: два верхніх метра океану лише зберігають всю еквівалентну енергію, що міститься в атмосфері.
Цілі їх води зберігають більше тисячі разів цю ж цінність? кліматологи іноді називають океани «пам’яттю» клімату Землі, а вимірювання СЗТ на довгостроковій основі є найбільш надійним способом встановлення швидкості глобального потепління.
Як і термометри на небі, ряд різних супутників постійно вимірюють SST. Наприклад, розширений скануючий радіометр (AATSR) на борту Енвісату ESA використовує інфрачервону довжину хвилі для отримання SST для квадратного кілометра океану з точністю до 0,2 ° C. Насправді, завдяки своїй високій точності, AATSR допомагає калібрувати інші датчики, застосовані в проекті Medspiration.
Інші супутники, можливо, мають знижену точність або роздільну здатність, але потенційно можуть компенсувати це з допомогою мікрохвильових можливостей, що пронизують хмари, або значно більшими розмірами вимірювання «слідів». Об’єднати всі наявні супутникові дані разом? разом із локалізованими вимірюваннями з буїв та дослідницьких кораблів - і ви можете домогтися щоденного моніторингу температури всіх океанів, що охоплюють 71% поверхні Землі. Потім ця інформація готується для введення у відповідний "віртуальний океан"? витончена комп'ютерна модель справжньої статті.
Поєднання супутникового та доступного спостережень на місці з числовим моделюванням? метод, відомий як "засвоєння даних"? є надзвичайно потужним. Це здійснило революцію в прогнозуванні атмосферних погод і зараз застосовується до Світового океану.
Практично спостережувані входи в реальному часі утримують модель океану від занадто сильного відхилення від реальності, тоді як результати цієї моделі компенсують будь-які прогалини в покритті. Завдяки максимальному зв’язку між фактичними спостереженнями та числовою моделлю, вихідні дані можуть бути достовірно використані для таких оперативних завдань, як прогнозування стану моря та цвітіння водоростей та прогнозування шляху розливу нафти. І ці моделі також можна використовувати, щоб виглядати глибше, ніж просто поверхня океану.
"Настає час оперативного моніторингу та прогнозування тривимірної глобальної океанічної структури", - коментує Жан-Луї Феллоус, директор з досліджень океану у Франції IFREMER, Французький науково-дослідний інститут експлуатації моря, партнер проекту "Medspiration". «Проект на зразок« Медспірації »є ключовим внеском у це починання.
"Завдяки можливостям, що пропонуються космічними датчиками SST, супутниковими висотомерами та 1500 плаваючими плитами, що вимірюють температуру і солоність в глибині океану? і всі ці дані, що подаються у майже реальний час глобальним океанським моделям, це бачення стає реальністю ».
Незважаючи на те, що нова карта Середземномор'я є важливим кроком вперед, і на даний момент як «Медспірація», так і GODAE GHRSST-PP залишаються в процесі роботи.
Основна проблема моніторингу високої роздільної здатності Середземномор'я - хмарний покрив. Для компенсації команді доступний майже чотири окремі супутники потоку даних у режимі реального часу? двоє європейців, один американський і один японський. Застосовується також техніка, яка називається "об'єктивний аналіз", що мінімізує ефекти хмари за допомогою інтерполяції значень безпосередньо за межами затемненої області або від тієї області, яка вимірюється часом до або після того, як хмара накрила її.
Рутинне змішання супутникових даних у сукупності загрожує труднощами, оскільки теплова структура верхнього океану насправді надзвичайно складна, і різні датчики можуть вимірювати різні значення. Існує також значна мінливість дня на ніч, при цьому денна температура змінюється глибиною набагато більше, ніж температура ночі.
Частина мети "Медспірації" полягає в тому, щоб повністю врахувати цей добовий цикл, щоб підвищити загальну ефективність його засвоєння даних в океанських моделях прогнозування.
Оригінальне джерело: ESA News Release
