Kép jóváírása: ESA
Az Európai Űrügynökség bizonyította, hogy Envisat Earth megfigyelő műholdja képes nyomon követni a szárazföldi tavak és folyók vízszintjét; foltok a Földön, amelyek korábban láthatatlanok voltak a korábbi radar-magasságméréshez. Az Envisat fedélzetén található Radar Altimeter 2 1800 radarimpulzust küld másodpercenként 800 km-es magasságból, majd kiszámítja, mennyi ideig tartanak visszatérésük - ez megmutatja a készüléknek a bolygó távolságát. Egy csapat a porestól az Envisat nyers adataitól kezdve kitalálta a módszert a folyami víz szintjének kinyerésére specifikus radar-visszhangok feltárásával. Az ESA 12 év folyószintet bocsát ki a tudósok számára a tanulmányozáshoz.
Az ESA több mint egy évtizede műholdakat használt a radarimpulzusok visszapattanására a Földről és az óceán és a szárazföldi felületek magasságának pontos mérésére. De a belvízi tavak és folyók tényleges vakpontok voltak a radar-magasságmérés szempontjából? legalábbis eddig.
A jövő héten az ESA áttekinti egy új, a folyó- és tavi szintnek megfelelő termékcsaládot a magasságmérőktől, amely korábban hozzáférhetetlen információkat szolgáltat a Föld felszínén lévő nagyobb tavak és folyók vízszintjéről, az Envisat és az ERS radarmagasságmérő mérései alapján.
A hidrológusok ezt az új adatot felhasználhatják a bolygó körüli folyómagasságok megfigyelésére, a globális felmelegedés hatásának felmérésére és a vízkészlet kezelésében való segítségre. A belvízi víztestek fontosak, mivel mind a víz, mind pedig az élelmiszerek kulcsfontosságú forrásai a környékükben élő emberek számára. Ezenkívül gyakran a legnagyobb biológiai sokféleséggel rendelkező régiók, és a regionális éghajlatváltozás korai mutatóit képviselik.
Új feldolgozási algoritmust fejlesztettek ki a folyók és tavak szintjének nyerésére a radar-magasságmérő nyers adataiból. A fejlesztési erőfeszítést Philippa Berry professzor vezette az Egyesült Királyság De Montfort Egyeteméből: „Az új radarmagasságmérő termék nagy előrelépést jelent a hidrológusok számára. Új eszközt ad számukra a vízszint múltbeli változásainak és a kritikus szempontból fontos adatoknak a vízellátás, a vízerőmű-termelés, az árvíz- és aszályos események, valamint az általános éghajlatváltozás előrejelzési modelljeiben való felhasználásához. ”
Az ESA Envisat környezeti műholdas fedélzetén repülõ radar-magasságmérõ 2 (RA-2) az ERS-1 és az ERS-2 űrhajók korábbi radar-magasságmérõinek továbbfejlesztett követése. A 800 km magas sarkpályájáról 1800 különálló radarimpulzust küld a Földre másodpercenként, majd rögzíti, hogy meddig tart a visszhangjuk visszatérésük? az nanosekundum alá történő utazásuk ütemezése az alábbi bolygóhoz viszonyított pontos távolság kiszámításához.
A radar magasságmérőit először az 1970-es években repültek az űrben, a NASA Skylab és Seasat fedélzetén. Ezek a korai erőfeszítések továbbra is erősen az óceánokra összpontosultak, mivel a kevésbé sima földfelszín megfejthetetlen jeleket adott vissza. A technológia javulásával azonban a megbízható földmagasság-adatok álltak rendelkezésre. Az Envisat RA-2 egy innovatív „négykerék-meghajtó” nyomkövető rendszerrel rendelkezik, amely lehetővé teszi a radarviszonyok fenntartását, még akkor is, ha az alatta lévő terep óceánról jégre vagy szárazföldre változik.
A folyók és a tavak azonban szigorúbb céloknak bizonyultak. A nagy tavak és a széles folyók, például az Amazon gyakran visszatért kísérteties „nedves” radarjelekre, ám a közeli szárazföldről származó visszhangok torzították a legtöbb ilyen jelet.
Az ESA azonban úgy gondolta, hogy a folyók és a tavak szintjének teljes körű megfigyelése megvalósítható, és a De Montfort University-vel szerződést kötött egy megfelelő szoftver termék kifejlesztésére, a Lancaster Universityvel pedig a helyszíni hidrológiával kapcsolatban tanácsot adva.
A De Montfort Egyetem csapata a folyók és tavak felett megszerzett nyers adatok sok gigabájtnyi gondos összefésülését folytatta, figyelembe véve a visszhangok alakját. A különböző visszhang alakzatokat külön kategóriákba rendezték, majd létrehoztak egy automatizált eljárást ezeknek az alakzatoknak a „nedves” jelekben történő felismerésére és végül felhasználható adatok kinyerésére tőlük.
"Ehhez meg kell elemezni az egyes visszhangok alakját, és ki kell számítani a tóból vagy folyóból származó visszhangkomponensnek megfelelő pontos időt" - magyarázta Berry professzor. „A környező területek visszhangjának azonosítása és eltávolítása mellett ezt a folyamatot megnehezíti a szigetek és a homokbárok gyakori előfordulása is, különösen a folyórendszerekben. De végül ez a megközelítés valóban nagyon hatékonynak bizonyult, a Föld fő folyó- és tórendszereinek többségének sikeres visszakeresésével. "
A jövő héten megjelennek az első demonstrációs termékek ennek az új algoritmusnak a felhasználásával, amely az elmúlt hét év reprezentatív adatait tartalmazza az afrikai és dél-amerikai folyók és tavak számára. A terv szerint az elmúlt 12 év globális magasságmérő adatait újra feldolgozzák, hogy a hidrológusok számára történelmi információkat nyújtsanak, amelyek felbecsülhetetlen értékűek a hosszú távú tendenciák értékeléséhez.
Az ESA működési szoftvert is szándékozik telepíteni a földi szegmensébe, így végül a terméket a valós időben, legfeljebb három órán belül az űrből történő megvásárlásától kezdve eljuttathatja a felhasználókhoz.
A hidrológusoknak nincs szükségük a radar magasságmérésére vonatkozó korábbi ismeretekre az új adatok felhasználásához, mivel egy folyami tó hidrológiának nevezett termék a folyó átkelési pontjainak megfelelő adatokat szolgáltat, mintha tényleges folyómérők lennének a helyén.
Az ilyen mérőeszközök a folyók és a tavak szintjének mérésének hagyományos módszerei, ám in situ számuk hirtelen csökkent az elmúlt két évtizedben. Az új termék kompenzálja a földi adatok növekvő hiányát.
A másik termék a River Lake Altimetry, magasságmérő szakembereknek szánt termék, amely a víztest összes átkelési pontját tartalmazza, az összes műszeres és geofizikai korrekcióval kapcsolatos részletes információkkal együtt.
Mindkét termék előnézete elérhető egy külön weboldalon (lásd a jobb oldali sávot) vagy ingyenes CD-n? e-mail [e-mail védett] egy példány megrendeléséhez. Mindkét terméket hivatalosan bejelentették a Hydrology from Space konferencián, szeptember 29-én, hétfőn, Toulouse-ban.
Eredeti forrás: ESA sajtóközlemény
