Uraganele sunt una dintre acele forțe ale naturii care nu pot fi capturate pe deplin decât prin imagini prin satelit. Pentru Uraganul Frances, care în prezent se îndreaptă spre coasta Statelor Unite, Envisat al ESA merge mai bine, aruncând o privire prin uraganul de sus în jos, contribuind chiar la „a vedea” sub valuri pentru a face harta forțelor ascunse care alimentează furtuna.
Pe măsură ce vânturile sale de 235 km pe oră trecură de Bahamas, Frances se îndrepta spre aterizare pe coasta Florida, o vreme sâmbătă, iar trei sferturi dintr-un milion de americani sunt în proces de evacuare a caselor lor. Așteptați și urmăriți-l pe Frances ar putea fi sinucigași pentru ființele umane, dar observatorii din spațiu, precum Envisat, își observă trecerea fără pericol.
„Din cauza capacității multisenzor a lui Envisat, putem tranșa direct prin uragan cu un singur satelit”, a explicat Jos? Achache, directorul ESA al programelor de observare a pământului.
„În mod efectiv, Frances este distrusă pentru ca meteorologii să studieze. Datele returnate de Envisat includ structura și înălțimea norului în vârful uraganului, câmpurile de vânt și valuri din partea de jos, temperatura suprafeței mării și chiar anomalii ale înălțimii mării indicatoare ale condițiilor termice superioare ale oceanului care influențează intensitatea acestuia. "
Procesele importante apar la o serie de altitudini și locații de-a lungul unui uragan - practic o furtună mare puternică centrată în jurul unei zone de presiune extremă joasă.
Vânturile puternice de nivel scăzut de suprafață și benzile de precipitații intense se combină cu fluxuri de actualizare puternice și cu ieșiri de aer umed la altitudini mai mari, cu energie eliberată ca furtuni ploioase. Până acum, singura sursă de încredere a unor astfel de măsurători de înaltă rezoluție la diferite altitudini era de la aeronavele arborate direct prin uragan.
Envisat poartă atât instrumente optice, cât și radar, permițând cercetătorilor să observe structura norului cu atmosferă înaltă și presiunea în spectrul vizibil și în infraroșu, în același timp folosind backscatter-ul radar pentru a măsura rugozitatea suprafeței mării și pentru a obține câmpurile eoliene peste aceasta.
Acei vânturi care converg spre ochiul de presiune joasă al furtunii sunt ceea ce determină în cele din urmă modelele de nori în spirală, caracteristice unui uragan.
Oamenii de știință din Florida au început să profite de această combinație unică de instrumente pentru nave spațiale unice? Spectrometru de imagistică cu rezoluție medie (MERIS) și radar avansat de sinteză sintetică (ASAR)? pe măsură ce sezonul uraganelor intră în plină evoluție.
Stația de sol de la Centrul Sud-Estic de Avanță Tropicală de Sud-Est (CSTARS) de la Universitatea din Miami are un acord pentru a achiziționa date ASAR și MERIS direct de la Envisat, cu datele dispersatorului eolian ERS-2 setate pentru a fi urmate în viitorul apropiat. Accesul lor la datele Envisat a venit la fel cum al doilea uragan în mai puțin de o lună se îndreaptă spre coasta Florida.
„Cu MERIS și ASAR, Envisat poate imagina atât oceanul cât și atmosfera destul de simultan, ceea ce este o capacitate foarte utilă în timpul sezonului de uragan”, a spus Hans Graber, profesor de fizică marină aplicată la Universitatea din Miami și co-director al CSTARS.
În timp ce MERIS întoarce detalii pe norii care se învârtesc în vârful uraganului, ASAR străpunge drept printre nori pentru a arăta fața vântului a mării sub furtună.
"În special în ceea ce privește Frances, ochiul uraganului pare să se rostogolească foarte mult chiar acum din vârful norilor, arătând destul de instabil, informațiile dintr-o imagine ASAR ar trebui să ajute la localizarea dimensiunii și poziției sale pe ocean", a spus Graber. spus. „Și câmpurile de vânt din jurul peretelui ochiului pot fi derivate din datele ASAR? în acest moment tot ce trebuie să continuăm sunt măsurători din avioanele vânătorilor de uragane care zboară direct prin furtună. ”
CSTARS achiziționează simultan achizițiile MERIS și ASAR, chiar dacă furtuna se apropie mai mult de prognoza prognozată în dimineața următoare.
„Activitatea noastră actuală este pe linia unui cutremur? cercetăm cum poate fi folosit acest lucru ”, a adăugat Graber. „Scopul nostru final este să facem acest lucru operațional în timpul sezonului de uragan. Avem o înțelegere pentru a utiliza datele radar de la Agenția Spațială canadiană și, de asemenea, avem acces la alte resurse satelite pentru acoperirea temporală ridicată a regiunii afectate.
„Există potențialul de a extrage o cantitate mare de informații utile, care pot ajuta Centrul Național al Uraganelor din SUA să crească acuratețea predicțiilor lor de uragan și să reducă pericolul pentru public.”
Un alt instrument de la bordul lui Envisat este folosit pentru a lua temperatura lui Frances, atât în jos, la suprafața oceanului, cât și la înălțimile norilor lui falnici.
Temperaturile apei sunt principalul rezervor de energie care stă la baza Frances; împreună cu condițiile atmosferice corecte, trebuie să depășească 26 ° C pentru a forma și menține un ciclon tropical. Radiometrul avansat de scanare pe pistă (AATSR) al lui Envisat funcționează ca un termometru bazat pe spațiu, achiziționând temperatura suprafeței mării până la o fracție de un grad.
Între timp, AATSR returnează și date utile atmosferice, măsurând temperatura din vârful norilor de uragan? cu cât în atmosferă se extind, cu atât sunt mai reci - și derivă, de asemenea, conținutul de gheață.
"Am produs o suprafață combinată AATSR a temperaturii de suprafață a mării și a temperaturii superioare a norului, care arată temperatura suprafeței mării să fie mai ridicată ca 29 ° C în zonă", a remarcat Carsten Brockmann de la Brockmann Consult, o companie germană care prelucrează atât uraganul MERIS, cât și AATSR. imagini. „Această combinație cu doi senzori oferă meteorologilor o mulțime de informații care să îi ajute să înțeleagă dinamica uraganului și să prezică mai bine dezvoltarea lui.”
Informațiile AATSR pot fi corelate cu înălțimea și dezvoltarea norului de date MERIS pentru a obține o estimare bună a potențialului de precipitații al uraganului și pentru a îmbunătăți înțelegerea modului în care aceasta se raportează la intensitatea sa generală. Condensarea vaporilor de apă degajă căldură latentă, care încălzește vecinătatea ochiului uraganului. La rândul său, aceasta evaporă mai multă apă de suprafață și alimentează motorul termic care alimentează uraganul.
Studierea adâncimilor ascunse care alimentează furtuna
Energia termică a apei calde, care alimentează parțial un uragan, este cunoscută drept potențial de căldură cu ciclon tropical (TCHP).
Caracteristicile oceanice, cum ar fi inelele cu miez cald, muierele și fluxul de golf, reprezintă o sursă de fluxuri de căldură sporite în atmosferă care pot provoca întărirea ciclonilor tropicali, cum ar fi uraganele.
Apele calde se pot extinde la cel puțin 100 de metri sub suprafață în multe dintre aceste caracteristici oceanice, reprezentând ape cu un conținut de căldură foarte ridicat. Câteva uragane s-au intensificat atunci când urmele lor trec peste vaporoase sau alte mase de apă caldă cu valori ridicate de TCHP.
De exemplu, în 1995, uraganul Opal s-a intensificat brusc în Golful Mexic, după ce a trecut peste un inel cald cu valori TCHP de până la șase ori pragul pentru a susține un ciclon tropical.
Anterior, cercetătorii au folosit singuri temperatura suprafeței mării pentru a estima rolul condițiilor termice superioare ale oceanului asupra intensificării uraganelor. Problema cu aceasta este că temperatura suprafeței mării măsurată de AATSR sau instrumente de satelit comparabile poate să nu prezinte singure aceste caracteristici calde ale oceanului superior, în special în lunile de vară în regiunile tropicale.
În trecut, aceste caracteristici oceanice superioare au fost nevăzute de senzori de temperatură pe satelit, deoarece sunt efectiv camuflate sub un strat foarte superficial și stabil de apă mai caldă.
Forțele de vânt ale ciclonului tropical erodează ușor acest strat superior subțire amestecând apele superioare până la adâncimi care pot coborî până la 100 de metri, oferind ciclonilor tropicali potențialul de a absorbi energia termică a oceanului, dacă condițiile sunt adecvate. Acum, estimările TCHP bazate pe observații prin satelit privind temperatura suprafeței mării și înălțimea suprafeței mării pot detecta aceste caracteristici.
Cercetătorii Gustavo Goni, Joaquin Trinanes și Peter Black din cadrul Laboratorului Oceanografic și Meteorologic al Atlanticei Administrației Naționale a Oceanice și Atmosferice din SUA (NOAA / AOML) lucrează la această metodologie originală pentru a detecta aceste mase de apă caldă și pentru a calcula valorile potențiale ale căldurii ciclonului lor tropical folosind mai multe senzori de satelit, inclusiv unul de pe Envisat.
„Aceste caracteristici ale apei sunt critice pentru identificarea regiunilor cu valori ridicate ale TCHP care pot contribui la intensificarea unui uragan?”, A explicat Goni. „Aceste regiuni cu valori ridicate ale TCHP oferă uraganelor posibilitatea de a absorbi mult mai multă energie termică dacă condițiile generale sunt corecte. Cercetările mele profită de faptul că aceste mase de apă caldă provoacă o creștere ascendentă a înălțimii oceanului de până la 30 cm. Astfel de anomalii ale înălțimii mării pot fi apoi mapate cu date ale altimetrului radar bazat pe spațiu. "
Altimetrele radar, cum ar fi instrumentul Radar Altimeter-2 de pe Envisat, aruncă sute de impulsuri radar în jos pe Pământ în fiecare secundă, iar prin cronometrarea întoarcerii lor în nanosecundă poate măsura înălțimea mării la o precizie maximă de doi centimetri de la sute de kilometri deasupra Pământ.
Laboratorul de Cercetări Navale din SUA (NRL) combină datele Envisat RA-2 cu date provenite de la altimetri radar similari la bordul satelitelor Jason-1 și GFO pentru a îmbunătăți precizia generală și acoperirea spațială și temporală, formând sursa pentru produse de altimetrie care, la rândul lor, se formează. baza hărților produse de NOAA / AOML a potențialului de căldură cu cicloni tropicali care prezintă condițiile termice superioare ale oceanului, prezentate aici suprapuse pe pista Uraganului Frances până acum.
„În acest moment, folosesc acest produs doar în scop de cercetare, oferind o mai bună înțelegere a vieții unui uragan. Cu toate acestea, produse similare sunt produse și utilizate operațional pentru prognoză de către Centrul Național de Uragan ”, a concluzionat Goni.
Produsele bazate pe altimetrie ale vitezei vântului și înălțimii valurilor sunt, de asemenea, distribuite de firma franceză Collecte Localization Satellites (CLS) și pot dezvălui caracteristici ale suprafeței mării legate de prezența uraganelor.
Vizionați rezultatele care urmează să fie dezvăluite
Lansat în martie 2002, satelitul Envisat al ESA este un mijloc extrem de puternic de a monitoriza starea lumii noastre și impactul activităților umane asupra acesteia. Envisat are zece instrumente sofisticate pentru a observa și monitoriza atmosfera, pământul, oceanele și capacele de gheață ale Pământului, menținând continuitatea misiunilor ERS ale agenției începute în 1991.
După doi ani și jumătate în orbită, peste 700 de oameni de știință din 50 de țări urmează să se întâlnească la un simpozion special din Salzburg, în Austria, pentru a examina și discuta rezultatele timpurii ale sateliților și pentru a-și prezenta propriile activități de cercetare pe baza datelor Envisat.
Începând de luni, Simpozionul Envisat va aborda aproape toate domeniile științei Pământului, inclusiv chimia atmosferică, studiile costiere, radarul și interferometria, vânturile și valurile, vegetația și agricultura, alunecările de teren, riscurile naturale, poluarea aerului, culoarea oceanului, vărsările de petrol și gheața .
La Simpozion sunt prezentate peste 650 de lucrări, selectate prin recenzie de la egal la egal. Prezentările vor include rezultate privind deversarea de petrol Prestige, incendiile forestiere de anul trecut în Portugalia, inundațiile de la Elba în 2002, evoluția găurii de ozon din Antarctica, cutremurul de la Bam și poluarea din Europa.
În timpul săptămânii sunt planificate numeroase demonstrații în zona de exponare ESA. De asemenea, este planificat un expozit al consorțiului industrial din cadrul inițiativei comune ASA-Monitorizarea globală pentru mediu și securitate (GMES).
Sursa originală: Comunicat de presă ESA
