Кредит за изображение: ESA
Европейската космическа агенция демонстрира способността на своя спътник за наблюдение на Земята Envisat да проследява нивата на водата във вътрешните езера и реки; петна на Земята, които по-рано бяха невидими за предишната радарна алтиметрия. Радарният висотомер 2 на борда на Envisat изпраща 1800 радарни импулса в секунда от 800 км надморска височина и след това изчислява колко време отнемат да се върнат - това казва на устройството точното му разстояние до планетата. Екип от pore чрез суровите данни на Envisat и измисли начин за извличане на нивата на речните води, като забележи специфични видове радарни ехота. ESA ще пусне 12 години нива на реката, за да могат да учат учените.
Повече от десетилетие ESA използва спътници, за да отскача радарни импулси от Земята и прецизно измерва височината на океанските и сухопътните повърхности. Но вътрешните езера и реки са били ефективни слепи места за радарна алтиметрия? поне досега.
Следващата седмица ESA визуализира нова продуктова гама, наречена Ниво на река и езеро от Алтиметрия, която предоставя по-рано недостъпна информация за нивата на водата на големите езера и реки по земната повърхност, получена от измерванията на радарски височина на Envisat и ERS.
Хидролозите могат да използват тези нови данни, за да наблюдават височините на реката около планетата, да оценят въздействието на глобалното затопляне и да помогнат при управлението на водните ресурси. Вътрешните водни тела са важни като ключови източници както на вода, така и на храна за хората, които живеят около тях. Те също често са региони с максимално биологично разнообразие и представляват ранни индикатори за регионални промени в климата.
Разработен е нов алгоритъм за обработка за извличане на находки за нивото на реките и езерата от сурови данни на радиолокационния висотомер. Усилията за разработка бяха ръководени от професор Филипа Бери от британския университет De Montfort: „Новият продукт на радар висотомер е голям скок напред за хидролозите. Той им дава нов инструмент за проучване както на историческите промени в нивата на водната таблица, така и на критично важни данни, които да се използват при прогнозиране на модели за наличие на вода, производство на водноелектрическа енергия, наводнения и засушаване и цялостни климатични промени.
Радарният висотомер 2 (RA-2), летящ на борда на екологичния спътник на ESA Envisat, е подобреното проследяване на по-ранните радарски висотомери на космическите кораби ERS-1 и ERS-2. От полярната си орбита с височина 800 км той изпраща 1800 отделни радарни импулса надолу към Земята в секунда, след което записва колко време ехото им отнема да се върнат? определяне на времето за пътуване надолу под наносекунда, за да се изчисли точното разстояние до планетата отдолу.
Радарните висотомери за пръв път са били в космоса през 70-те години, на борда на НАСА Skylab и Seasat. Тези ранни усилия останаха съсредоточени здраво върху океаните, тъй като по-малко гладките сухопътни повърхности връщаха неразгадаеми сигнали. Но тъй като технологията подобри надеждни данни за височината на земята, станаха достъпни. RA-2 на Envisat има иновативна система за проследяване на задвижване на четирите колела, която му позволява да поддържа радарния договор, дори когато теренът отдолу се измества от океан към лед или суша.
Но реките и езерата се оказаха по-трудни цели. Големите езера и широки реки като Амазонка често връщаха досадни „мокри“ радарни сигнали, но ехото от близката суха земя изкривяваше повечето такива сигнали.
Смятайки, че мониторингът на нивото на реката и езерото е напълно осъществим, ESA възлага договор на университета De Montfort за разработване на подходящ софтуерен продукт, като университетът Lancaster съветва полевата хидрология.
Екипът на университета De Montfort продължи с усърдно комбиниране на много гигабайти сурови данни, придобити над реки и езера, като се вземат предвид вида на ехо формите. Те сортираха различни форми на ехо в различни категории, след което създадоха автоматизиран процес за разпознаване на тези форми в „мокри“ сигнали и в крайна сметка извличане на използваеми данни от тях.
„За целта трябва да се анализира формата на всяко отделно ехо и да се изчисли точното време, съответстващо на ехо компонента от езерото или реката“, обясни проф. Бери. „Освен че идентифицира и отстранява ехото от околните земи, този процес се усложнява от честата поява на острови и пясъци, особено в речните системи. Но в крайна сметка този подход се оказа наистина ефективен, с успешно извличане на височини от по-голямата част от основните речни и езерни системи на Земята. "
Следващата седмица излиза пускането на първите демонстрационни продукти, използвайки този нов алгоритъм, съдържащ представителни данни от последните седем години за реки и езера в Африка и Южна Америка. Планът е, че данните за височината на височината за последните 12 години ще бъдат преработени, за да предоставят на хидролозите историческа информация, безценна за оценка на дългосрочните тенденции.
ESA също възнамерява да инсталира оперативен софтуер в наземния си сегмент, така че в крайна сметка продуктът да може да бъде доставен на потребителите в почти реално време, в рамките на три часа или по-малко от придобиването му от космоса.
Хидролозите не се нуждаят от предишни познания за радарната алтиметрия, за да се възползват от новите данни, като един продукт, известен като River Lake Hydrology, предоставя данни, съответстващи на пунктовете за преминаване на реката, сякаш има реални габарити на реката.
Такива габарити са традиционният начин за получаване на измервания на нивото на реката и езерото, но броят им in situ рязко намаля през последните две десетилетия. Новият продукт ще компенсира нарастващата липса на основни данни.
Другият продукт се нарича River Lake Altimetry, предназначен за специалисти по алтиметрия и осигурява всички пунктове за пресичане на водно тяло, заедно с подробна информация за всички инструментални и геофизични корекции.
Преглед на двата продукта може да се получи чрез специализиран уебсайт (вижте лента отдясно) или на безплатен CD? имейл [имейл защитени], за да поръчате копие. И двата продукта се обявяват официално на конференцията Hydrology from Space, започваща в понеделник, 29 септември в Тулуза.
Оригинален източник: съобщение на ESA
