Πιστωτική εικόνα: ESA
Αυτός ο χάρτης θερμοκρασίας επιφάνειας θάλασσας εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης της Μεσογείου θα μπορούσε να κατασκευαστεί μόνο με δορυφόρους. Οποιοσδήποτε ισοδύναμος επίγειος χάρτης θα χρειαζόταν σχεδόν ένα εκατομμύριο θερμόμετρα τοποθετημένα στο νερό ταυτόχρονα, ένα για κάθε δύο τετραγωνικά χιλιόμετρα θάλασσας.
Αυτός ο πιο λεπτομερής χάρτης θερμότητας και των 2.665.500 τετραγωνικών χιλιομέτρων της Μεσογείου, η μεγαλύτερη ενδοχώρα της θάλασσας ενημερώνεται καθημερινά στο πλαίσιο του έργου Medspiration της ESA.
Με τη θερμοκρασία της επιφάνειας της θάλασσας (SST) μια σημαντική μεταβλητή για την πρόγνωση καιρού και όλο και περισσότερο θεωρείται ως βασικός δείκτης της κλιματικής αλλαγής, η ιδέα πίσω από το Medspiration είναι να συνδυάσει δεδομένα από πολλαπλά δορυφορικά συστήματα για να παράγει ένα ισχυρό σύνολο δεδομένων επιφανείας της θάλασσας για αφομοίωση στην πρόβλεψη των ωκεανών. μοντέλα των υδάτων σε όλη την Ευρώπη και επίσης ολόκληρο τον Ατλαντικό Ωκεανό.
Για τη Μεσόγειο Θάλασσα, το προϊόν Medspiration δημιουργείται σε μια άνευ προηγουμένου χωρική ανάλυση δύο τετραγωνικών χιλιομέτρων, όπως εξηγεί ο Ian Robinson από το Κέντρο Ωκεανογραφίας του Σαουθάμπτον, που διαχειρίζεται το έργο Medspiration: «Η κατανομή θερμοκρασίας επιφανείας στη Μεσόγειο περιέχει πολλά λεπτομερή χαρακτηριστικά που αποκαλύπτουν νερά, μέτωπα και λοφία που σχετίζονται με τη δυναμική της κυκλοφορίας του νερού. Απαιτείται τόσο καλή ανάλυση όσο αυτό επιτρέπει την ορθή παρακολούθηση αυτών των λειτουργιών. "
Τα υπόλοιπα ωκεάνια προϊόντα προορίζονται να έχουν ακόμη εντυπωσιακή χωρική ανάλυση δέκα τετραγωνικών χιλιομέτρων. Τα συνολικά αποτελέσματα του έργου Medspiration τροφοδοτούν επίσης ένα ακόμη πιο φιλόδοξο σχήμα για το συνδυασμό όλων των διαθέσιμων δεδομένων SST σε ένα παγκόσμιο προϊόν υψηλής ανάλυσης, γνωστό ως Πειραματικό Πρόγραμμα Υψηλής Ανάλυσης Δεδομένων Παγκόσμιου Ωκεανού (GODAE). ΡΡ).
Στόχος του είναι να προσφέρει στην κοινότητα χρηστών μια νέα γενιά προϊόντων υψηλής ακρίβειας SST παγκοσμίως με ανάλυση διαστήματος μικρότερη από δέκα χιλιόμετρα κάθε έξι ώρες.
Ως σημαντικό βήμα προς την επίτευξη αυτού του στόχου, η ESA όχι μόνο ξεκίνησε το Medspiration ως ευρωπαϊκή συμβολή στη συνολική προσπάθεια του GHRSST-PP, αλλά ο Οργανισμός χρηματοδότησε ένα Διεθνές Γραφείο Έργου GHRSST, που βρίσκεται στο Κέντρο Πρόβλεψης και Έρευνας του Κέντρου Hadley, ένα μέρος του Ηνωμένου Βασιλείου Met Office που βρίσκεται στο Έξετερ.
«Η Medspiration βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της προσπάθειας του GHRSST-PP και οδηγεί την επιχειρησιακή επίδειξη του GHRSST-PP ως διεθνούς συστήματος», λέει ο Craig Donlon, επικεφαλής του Γραφείου GHRSST. «Το GHRSST έχει αναπτυχθεί με μια προσέγγιση« συστήματος συστημάτων », απαιτώντας σταθερές διεπαφές και ολοκληρωμένα συστήματα διαχείρισης και επεξεργασίας δεδομένων.
«Η Medspiration είναι έτοιμη να προσφέρει το ευρωπαϊκό συστατικό του GHRSST-PP. Κατά τη διάρκεια των επόμενων 12 μηνών, η Medspiration θα διαδραματίσει θεμελιώδη ρόλο σε συνεργασία με άλλες επιχειρησιακές ομάδες στις ΗΠΑ, την Αυστραλία και την Ιαπωνία, καθώς το σύστημα GHRSST-PP ξεκινά τη λειτουργική παράδοση μιας νέας γενιάς προϊόντων δεδομένων SST σε ευρωπαϊκές και διεθνείς κοινότητες χρηστών σε κοντινή απόσταση πραγματικός χρόνος."
Η θερμοκρασία της επιφάνειας του ωκεανού είναι μια σημαντική φυσική ιδιότητα που επηρεάζει έντονα τη μεταφορά θερμικής ενέργειας, ορμής, υδρατμών και αερίων μεταξύ του ωκεανού και της ατμόσφαιρας.
Και επειδή το νερό χρειάζεται πολύ χρόνο για να ζεσταθεί ή να κρυώσει η επιφάνεια της θάλασσας λειτουργεί ως μια τεράστια δεξαμενή θερμότητας: τα κορυφαία δύο μέτρα του ωκεανού και μόνο αποθηκεύουν όλη την ισοδύναμη ενέργεια που περιέχεται στην ατμόσφαιρα.
Το σύνολο των νερών τους αποθηκεύει πάνω από χίλιες φορές την ίδια τιμή; Οι κλιματολόγοι μερικές φορές αναφέρονται στους ωκεανούς ως «μνήμη» του κλίματος της Γης και η μέτρηση του SST σε μακροπρόθεσμη βάση είναι ο πιο αξιόπιστος τρόπος για τον καθορισμό του ρυθμού της υπερθέρμανσης του πλανήτη.
Όπως τα θερμόμετρα στον ουρανό, διάφοροι δορυφόροι μετρούν το SST σε συνεχή βάση. Για παράδειγμα, το προηγμένο ραδιομέτρο σάρωσης κατά μήκος της διαδρομής (AATSR) στο Envisat της ESA χρησιμοποιεί μήκη κύματος υπέρυθρων για να αποκτήσει SST για ένα τετραγωνικό χιλιόμετρο ωκεανού με ακρίβεια 0,2? C. Στην πραγματικότητα, χάρη στην υψηλή ακρίβεια, το AATSR βοηθά στη βαθμονόμηση άλλων αισθητήρων που χρησιμοποιούνται από το έργο Medspiration.
Άλλοι δορυφόροι μπορεί να έχουν μειωμένη ακρίβεια ή ανάλυση, αλλά ενδεχομένως να το αντισταθμίσουν με δυνατότητες μικροκυμάτων που διαπερνούν το νέφος ή πολύ μεγαλύτερα «ίχνη». Συνδυάστε όλα τα διαθέσιμα δορυφορικά δεδομένα μαζί; μαζί με τοπικές μετρήσεις από σημαντήρες και ερευνητικά πλοία - και μπορείτε να επιτύχετε καθημερινή παρακολούθηση της θερμοκρασίας όλων των ωκεανών που καλύπτει το 71% της επιφάνειας της Γης. Αυτές οι πληροφορίες προετοιμάζονται για εισαγωγή στον σχετικό «εικονικό ωκεανό»; ένα εξελιγμένο μοντέλο υπολογιστή του γνήσιου άρθρου.
Ο συνδυασμός δορυφορικών και διαθέσιμων επιτόπιων παρατηρήσεων με αριθμητική μοντελοποίηση; μια τεχνική γνωστή ως «αφομοίωση δεδομένων»; είναι εξαιρετικά ισχυρό. Έχει φέρει επανάσταση στην ατμοσφαιρική πρόγνωση καιρού και τώρα εφαρμόζεται στους ωκεανούς.
Κοντά σε πραγματικό χρόνο, οι παρατηρητικές εισόδους εμποδίζουν ένα μοντέλο ωκεανού να απομακρύνεται πάρα πολύ από την πραγματικότητα, ενώ οι έξοδοι από το μοντέλο αντισταθμίζουν τυχόν κενά στην κάλυψη. Με τη μεγιστοποιημένη σύζευξη μεταξύ των πραγματικών παρατηρήσεων και του αριθμητικού μοντέλου, τα δεδομένα εξόδου μπορούν να χρησιμοποιηθούν αξιόπιστα για λειτουργικές εργασίες, όπως η πρόβλεψη της κατάστασης της θάλασσας και των φυκών, και η πρόβλεψη της πορείας των πετρελαιοκηλίδων. Και αυτά τα μοντέλα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να φαίνονται βαθύτερα από την επιφάνεια του ωκεανού.
«Ήρθε η ώρα για την επιχειρησιακή παρακολούθηση και πρόβλεψη τρισδιάστατης παγκόσμιας ωκεανικής δομής», σχολιάζει ο Jean-Louis Fellous, διευθυντής της Ocean Research στο γαλλικό IFREMER, του Γαλλικού Ινστιτούτου Ερευνών για την Εκμετάλλευση της Θάλασσας, ενός συνεργάτη του έργου Medspiration. «Ένα έργο όπως το Medspiration αποτελεί βασική συμβολή σε αυτήν την προσπάθεια.
«Με τις δυνατότητες που προσφέρονται από τους διαστημικούς αισθητήρες SST, από δορυφορικά υψόμετρα και από 1.500 πλωτήρες προφίλ που μετρά τη θερμοκρασία και την αλατότητα στον βαθύ ωκεανό; και όλα αυτά τα δεδομένα τροφοδοτούνται σχεδόν σε πραγματικό χρόνο σε παγκόσμια μοντέλα ωκεανών, αυτό το όραμα γίνεται πραγματικότητα. "
Αν και ο νέος χάρτης της Μεσογείου αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός, τόσο το Medspiration όσο και το GODAE GHRSST-PP παραμένουν σε εξέλιξη σε αυτό το σημείο.
Το κύριο πρόβλημα με την παρακολούθηση SST υψηλής ανάλυσης της Μεσογείου είναι η κάλυψη σύννεφων. Για αποζημίωση, η ομάδα διαθέτει μια ροή δεδομένων σχεδόν σε πραγματικό χρόνο από τέσσερις ξεχωριστούς δορυφόρους; δύο Ευρωπαίοι, ένας Αμερικανός και ένας Ιάπωνος. Εφαρμόζεται επίσης μια τεχνική που ονομάζεται «αντικειμενική ανάλυση» που ελαχιστοποιεί τα εφέ σύννεφων παρεμβάλλοντας τιμές από λίγο έξω από τη σκοτεινή περιοχή ή από εκείνη την περιοχή που μετρήθηκε μερικές φορές πριν ή μετά την κάλυψη του νέφους.
Η ανάμιξη δορυφορικών δεδομένων μαζί σε τακτική βάση είναι γεμάτη δυσκολία επειδή η θερμική δομή του άνω ωκεανού είναι στην πραγματικότητα εξαιρετικά περίπλοκη και διαφορετικοί αισθητήρες μπορεί να μετρά διαφορετικές τιμές. Υπάρχει επίσης σημαντική μεταβλητότητα ημέρας-νύχτας, με τις θερμοκρασίες της ημέρας να ποικίλλουν με βάθος πολύ περισσότερο από αυτές της νύχτας.
Μέρος του στόχου της Medspiration είναι να αποδώσει πλήρως αυτόν τον ημερήσιο κύκλο, προκειμένου να βελτιώσει τη συνολική αποτελεσματικότητα της αφομοίωσης δεδομένων σε μοντέλα πρόγνωσης ωκεανών.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESA
