Кредит за изображение: ESA
Тази карта на морската повърхност с ултра висока разделителна способност на Средиземно море можеше да бъде направена само със спътници. Всяка еквивалентна наземна карта ще се нуждае от почти милион и половина термометри, поставени във водата едновременно, по един на всеки два квадратни километра море.
Тази най-подробна досега топлинна карта от всички 2 965 500 квадратни километра в Средиземно море, най-голямото вътрешно море в света, се актуализира ежедневно като част от проекта за Medspiration на ESA.
Тъй като температурата на морската повърхност (SST) е важна променлива за прогнозата на времето и все повече се разглежда като основен индикатор за изменението на климата, идеята зад Medspiration е да комбинира данни от множество сателитни системи за създаване на стабилен набор от данни за морската повърхност за асимилация в прогноза на океана модели на водите около Европа, а също и на целия Атлантически океан.
За Средиземно море продуктът Medspiration се създава с безпрецедентна пространствена разделителна способност от два квадратни километра, както обяснява Иън Робинсън от Центъра за океанография на Саутхемптън, който управлява проекта за Medspiration: „Разпределението на повърхностната температура в Средиземно море съдържа много фино подробни характеристики, които разкриват вихри, фронтове и потоци, свързани с динамиката на циркулацията на водата. Разделителна способност е толкова фина, колкото е необходима, за да може правилно да се проследят тези функции. "
Останалите океански продукти са предназначени да имат все още впечатляваща пространствена резолюция от десет квадратни километра. Общите резултати от проекта Medspiration също се вписват в още по-амбициозна схема за комбиниране на всички налични SST данни в световен продукт с висока разделителна способност, известен като Глобален експериментален проект за асимилация на данни в океана (GODAE) с висока разделителна способност на пилотния проект за морска температура с висока разделителна способност (GHRSST- PP).
Целта му е да доставя на потребителската общност ново поколение високо точни световни SST продукти с разделителна способност на пространството по-малко от десет километра на всеки шест часа.
Като важна стъпка към постигането на тази цел, ESA не само стартира Medspiration като европейски принос към цялостните усилия GHRSST-PP, но Агенцията финансира Международен офис за проект GHRSST, разположен в Центъра за прогнозиране и изследвания на климата в Хадли, част на Офиса на Met Office, намиращ се в Exeter.
„Medspiration е начело на усилията на GHRSST-PP и движи оперативната демонстрация на GHRSST-PP като международна система“, казва Крейг Донлон, ръководител на Службата за GHRSST. „GHRSST е разработен с подход„ система от системи “, изискващ стабилни интерфейси и цялостни системи за обработка и обработка на данни.
„Medspiration е готова да предостави европейския компонент на GHRSST-PP. През следващите 12 месеца Medspiration ще играе основна роля в партньорство с други оперативни групи в САЩ, Австралия и Япония, тъй като системата GHRSST-PP започва оперативното доставяне на ново поколение продукти за SST данни на европейски и международни потребителски общности в близост реално време."
Температурата на повърхността на океана е важно физическо свойство, което силно влияе върху преноса на топлинна енергия, инерция, водни пари и газове между океана и атмосферата.
И тъй като водата отнема много време, за да се загрее или изстуди, морската повърхност функционира като огромен резервоар на топлина: горните два метра океан само съхраняват цялата еквивалентна енергия, съдържаща се в атмосферата.
Целите им води съхраняват повече от хиляда пъти същата стойност? климатолозите понякога наричат океаните като „памет“ на климата на Земята, а измерването на SST в дългосрочен план е най-надеждният начин да се установи скоростта на глобалното затопляне.
Подобно на термометрите в небето, редица различни спътници непрекъснато измерват SST. Например, разширеният сканиращ радиометър (AATSR) на борда на Envisat на ESA използва инфрачервени дължини на вълната, за да придобие SST за квадратен километър океан до точност от 0,2 ° C. В действителност, благодарение на високата си точност, AATSR помага за калибриране на други сензори, използвани по проекта Medspiration.
Други спътници може да имат намалена точност или разделителна способност, но потенциално го компенсират с пробиващи в облак способности на микровълнова фурна или много по-големи измерващи „стъпки“. Да комбинирате ли всички налични сателитни данни заедно? заедно с локални измервания от шамандури и изследователски кораби - и можете да постигнете ежедневен мониторинг на температурата на всички океани, покриващи 71% от земната повърхност. След това тази информация се подготвя за въвеждане в съответния „виртуален океан“? сложен компютърен модел на оригиналната статия.
Комбинацията от сателит и налични наблюдения на място с цифрово моделиране? техника, известна като „асимилация на данни“? е изключително мощен. Той направи революция за прогнозиране на атмосферното време и сега се прилага към океаните.
Почти входните наблюдения в реално време пазят океанския модел да не се отклонява твърде много от реалността, докато резултатите от модела компенсират всички пропуски в покритието. С максимално свързване между реалните наблюдения и числения модел изходните данни могат да бъдат надеждно използвани за оперативни задачи като прогнозиране на състоянието на морето и водораслите и прогнозиране на пътя на разливите на нефт. И тези модели могат да се използват и за да изглеждат по-дълбоко от просто океанската повърхност.
„Идва време за оперативно наблюдение и прогнозиране на триизмерната глобална океанска структура“, коментира Жан-Луи Фелоус, директор за океански изследвания във Франция IFREMER, Френския изследователски институт за експлоатация на морето, партньор по проект „Medspiration“. „Проект като„ Меспирация “е ключов принос за това начинание.
„С възможностите, предлагани от космически SST сензори, от сателитни висотомери и от 1500 профилирани поплавъка, измерващи температура и соленост в дълбокия океан? и всички тези данни, които се предават в реално време на глобалните модели на океана, тази визия се превръща в реалност. "
Въпреки че новата карта на Средиземноморието представлява важна стъпка напред, както Medspiration, така и GODAE GHRSST-PP продължават да работят в момента.
Основният проблем при мониторинга на високата разделителна способност на Средиземноморието е облачната покривка. За да компенсира екипът е на разположение в почти реално време поток от данни от четири отделни спътника? два европейски, един американски и един японски. Прилага се и техника, наречена „обективен анализ“, която свежда до минимум ефектите на облака чрез интерполиране на стойности точно извън затъмнената зона или от тази област, измерена на моменти преди или след като облакът я обхване.
Рутинното смесване на сателитни данни е изпълнено с трудности, тъй като топлинната структура на горния океан всъщност е изключително сложна и различните сензори могат да измерват различни стойности. Съществува и значителна променливост ден-нощ, като дневните температури варират с дълбочина много повече от тези през нощта.
Част от целта на Medspiration е да отчита изцяло този дневен цикъл, за да подобри общата ефективност на неговото усвояване на данни в океанските прогнозни модели.
Оригинален източник: ESA News Release
