Kuvan luotto: ESA
Euroopan avaruusjärjestön osoittama Envisat Earth -seuranta-satelliittinsa kyky seurata sisävesien järvien ja jokien vesitasoja; täplät maapallolla, jotka olivat aiemmin näkymättömiä aikaisempaan tutkan korkeusmittariin. Envisat-koneella oleva tutkakorkeusmittari 2 lähettää 1800 tutkan pulssia sekunnissa 800 km korkeudesta ja laskee sitten kuinka kauan ne vievät palatakseen - tämä kertoo laitteelle tarkan etäisyyden planeetalta. Joukkue pooriutuneista Envisatin raaka-aineistojen kautta ja keksi tavan purkaa jokiveden tasot tarkistamalla erityisiä tutkakaikuja. ESA julkaisee 12 vuoden jokitason tutkijoiden tutkittavaksi.
Yli vuosikymmenen ajan ESA on käyttänyt satelliitteja pomppiakseen tutkapulsseja maapallolta ja mitataksesi tarkasti valtameren ja maan pintojen korkeuden. Mutta sisämaan järvet ja joet ovat olleet tehokkaita sokeita kohtia tutkan korkeusmittarille? ainakin tähän asti.
Ensi viikolla ESA esikatselee uutta korkealuokkaisesta tuotesarjasta joen- ja järvitaso, joka tarjoaa Envisatin ja ERS: n tutkakorkeusmittarimäärityksistä aiemmin saavuttamatonta tietoa tärkeimpien järvien ja jokien vedenpinnoista maapallon pinnalla.
Hydrologit voivat käyttää tätä uutta tietoa seuratakseen joen korkeuksia planeetan ympärillä, arvioida ilmaston lämpenemisen vaikutuksia ja auttaa vesivarojen hallinnassa. Sisävesimuodostumat ovat tärkeitä sekä veden että ruoan lähteinä ihmisille, jotka asuvat niiden ympärillä. Ne ovat myös alueita, joilla on suurin biologinen monimuotoisuus, ja edustavat varhaisia indikaattoreita alueellisesta ilmastomuutoksesta.
Uusi prosessointialgoritmi on kehitetty poimimaan jokien ja järvien tason havainnot raakatutkan korkeusmittaritiedoista. Kehittämistoimia johti professori Philippa Berry Ison-Britannian De Montfort -yliopistosta: ”Uusi tutkakorkeusmittari on suuri harppaus hydrologeille. Se antaa heille uuden työkalun sekä vedenpinnan tason historiallisten muutosten että kriittisen tärkeän tiedon tutkimiseen veden saatavuuden, vesivoiman tuotannon, tulva- ja kuivuustilanteiden sekä yleisten ilmastomuutosten ennustamismalleissa. ”
ESA: n Envisat-ympäristösatelliitissa lentänyt tutkakorkeusmittari 2 (RA-2) on parannettu jatko aikaisemmille tutkakorkeusmittarille ERS-1: n ja ERS-2: n avaruusaluksissa. 800 km korkealta polaarikiertoradaltaan se lähettää 1800 erillistä tutkapulssia alaspäin Maahan sekunnissa ja tallentaa sitten kuinka kauan heidän kaiunsa vievät palatakseen? ajoittamalla heidän matkansa nanosekunnin alle laskemaan tarkka etäisyys alla olevaan planeettaan.
Tutkakorkeusmittarit lennettiin ensimmäistä kertaa avaruuteen jo 1970-luvulla NASA: n Skylabissa ja Seasatissa. Nämä varhaiset ponnistelut keskittyivät tiukasti valtameriin, koska vähemmän sileät maanpinnat palauttivat äärettömiä signaaleja. Mutta kun tekniikka parani, luotettavaa maankorkeutta koskevia tietoja tuli saataville. Envisatin RA-2: lla on innovatiivinen "neliveto" -seurantajärjestelmä, jonka avulla se voi ylläpitää tutkasopimusta myös silloin, kun alla oleva maasto siirtyy valtamereltä jäälle tai kuivaan maahan.
Mutta joet ja järvet ovat osoittautuneet kovemmaksi. Suuret järvet ja leveät joet, kuten Amazon, palasivat usein houkutteleviin "märkä" tutkasignaaleihin, mutta läheisen kuivamaan kaiut vääristivät useimmat tällaiset signaalit.
Uskoen, että täysimääräinen jokien ja järvien tason seuranta oli kuitenkin mahdollista, ESA teki sopimuksen De Montfort Universityn kanssa sopivan ohjelmistotuotteen kehittämisestä Lancaster Universityn kanssa kentähydrologian neuvonantajana.
De Montfortin yliopiston ryhmä eteni ahkerasti kammatamalla monien gigatavujen välillä joen ja järvien yli hankittua raakatietoa ottaen huomioon esiintyvät kaiun muodot. He lajittelivat eri kaiku- muodot erillisiin luokkiin, sitten loivat automatisoidun prosessin näiden muotojen tunnistamiseksi ”märkä” -signaaleissa ja lopulta niistä hyödynnettävän tiedon.
"Tätä varten kunkin yksittäisen kaiun muoto on analysoitava ja laskettava tarkka aika, joka vastaa järven tai joen kaiunkomponenttia", professori Berry selitti. ”Sen lisäksi, että kaiku tunnistetaan ja poistetaan ympäröivästä maasta, tämä prosessi on monimutkainen saarien ja hiekkarantojen usein esiintymisen vuoksi, etenkin jokijärjestelmissä. Mutta lopulta tämä lähestymistapa on osoittautunut todellakin erittäin tehokkaaksi, kun korkeuksien noutaminen onnistui suurimmasta osasta maapallon tärkeimpiä joki- ja järvijärjestelmiä. "
Ensi viikolla julkaistaan ensimmäiset demonstraatiotuotteet, joissa käytetään tätä uutta algoritmia, joka sisältää edustavia tietoja viimeisen seitsemän vuoden ajalta jokien ja järvien yli Afrikassa ja Etelä-Amerikassa. Suunnitelmana on, että viimeisen 12 vuoden globaalit korkeusmittaritiedot käsitellään uudelleen, jotta hydrologeille saadaan historiallista tietoa, joka on korvaamaton arvioidessaan pitkän aikavälin suuntauksia.
ESA aikoo myös asentaa toimintaohjelmiston maa-segmenttiin, jotta lopulta tuote voidaan toimittaa käyttäjille melkein reaaliajassa, enintään kolmen tunnin kuluessa sen hankkimisesta avaruudesta.
Hydrologit eivät tarvitse aiempaa tietoa tutkan korkeusmittarista uusien tietojen hyödyntämiseksi. Yksi jokijärven hydrologiaksi kutsuttu tuote tarjoaa joen ylityspaikkoja vastaavia tietoja, aivan kuin joen ollessa paikoillaan olevat joen mittatiedot.
Tällaiset mittarit ovat perinteinen tapa mitata jokien ja järvien tasot, mutta niiden lukumäärä paikan päällä on vähentynyt voimakkaasti kahden viimeisen vuosikymmenen aikana. Uusi tuote kompensoi tätä kasvavaa perustietojen puutetta.
Toinen tuote on nimeltään River Lake Altimetry, tarkoitettu korkeusmittarin ammattilaisille. Se tarjoaa kaikki vesimuodon ylityskohdat sekä yksityiskohtaiset tiedot kaikista instrumentti- ja geofysikaalisista korjauksista.
Molempien tuotteiden esikatselut ovat saatavissa erillisellä verkkosivustolla (katso oikea palkki) tai ilmaisella CD-levyllä? email [email suojattu] tilataksesi kopion. Molemmat tuotteet julkaistaan virallisesti Hydrology from Space -konferenssissa, joka alkaa maanantaina 29. syyskuuta Toulousessa.
Alkuperäinen lähde: ESA-lehdistötiedote
