אשראי תמונה: ESA
מפה זו של טמפרטורת פני הים האולטרה ברזולוציה גבוהה במיוחד של הים התיכון יכולה הייתה להיעשות רק באמצעות לוויינים. כל מפה שווה-ערך מבוססת-קרקע תידרש כמעט מיליון וחצי מדי חום שהונחו במים בו זמנית, אחת לכל שני קמ"ר ים.
מפת החום המפורטת ביותר אי פעם על כל 2 965 500 הקמ"ר של הים התיכון, הים הפנימי הגדול בעולם מתעדכנת על בסיס יומי כחלק מפרויקט Medspiration של ESA.
כאשר טמפרטורת פני הים (SST) היא משתנה חשוב לחיזוי מזג האוויר ונראה יותר ויותר כאינדיקטור מרכזי לשינויי אקלים, הרעיון שעומד מאחורי Medspiration הוא לשלב נתונים ממערכות לוויין מרובות לייצור מערך איתני של נתוני פני הים לצורך הטמעה בחיזוי אוקיינוס. דגמים של המים סביב אירופה וגם את האוקיאנוס האטלנטי כולו.
עבור הים התיכון, המוצר Medspiration נוצר לרזולוציה מרחבית חסרת תקדים של שני קמ"ר, כפי שמסביר איאן רובינסון ממרכז האוקונוגרפיה של סאות'המפטון, המנהל את פרויקט Medspiration: "התפלגות טמפרטורת פני השטח בים התיכון מכילה הרבה תכונות מפורטות להפליא חושפים אדישות, חזיתות וכותרות הקשורות לדינמיקה של זרימת המים. נחוצה רזולוציה בסדר ככל שתאפשר מעקב נכון אחר התכונות הללו. "
יתרת מוצרי האוקיינוס מיועדים לקבל רזולוציה מרחבית עדיין מרשימה של עשרה קמ"ר. התוצאות הכוללות של פרויקט Medspiration נכנסות גם לתכנית שאפתנית עוד יותר לשלב את כל נתוני ה- SST הזמינים למוצר בעל רזולוציה גבוהה ברחבי העולם, המכונה "Global Ocean Data Assimilation Experiment" (GODAE) ברזולוציה גבוהה פרוייקט טייס פני השטח של הים (GHRSST- PP).
מטרתה היא לספק לקהילת המשתמשים דור חדש של מוצרי SST ברחבי העולם מדויקים ביותר עם רזולוציית שטח של פחות מעשרה ק"מ בכל שש שעות.
כצעד חשוב בדרך להשגת יעד זה, ESA לא רק יזמה את Medspiration כתרומה האירופית למאמץ הכולל של GHRSST-PP, אלא שהסוכנות מימנה משרד פרויקטים בינלאומי של GHRSST, הממוקם במרכז הדלי לחיזוי ומחקר אקלים, חלק של משרד Met UK בבריטניה הממוקם באקסטר.
"Medspiration הוא החזית במאמץ GHRSST-PP ומניע את ההפגנה המבצעית של GHRSST-PP כמערכת בינלאומית", אומר קרייג דונלון, ראש משרד GHRSST. "GHRSST פיתחה בגישה של 'מערכת מערכות' ותובעת ממשקים יציבים ומערכות טיפול ועיבוד נתונים מקיפות.
"Medspiration מוכנה לספק את המרכיב האירופי ב- GHRSST-PP. במהלך 12 החודשים הבאים Medspiration תמלא תפקיד מהותי בשותפות עם קבוצות מבצעיות אחרות בארצות הברית, אוסטרליה ויפן, כאשר מערכת GHRSST-PP מתחילה במסירה מבצעית של דור חדש של מוצרי נתונים SST לקהילות משתמשים אירופאיות ובינלאומיות בקרבת מקום. זמן אמת."
הטמפרטורה של פני האוקיאנוס היא מאפיין פיזי חשוב המשפיע מאוד על העברת אנרגיית החום, המומנטום, אדי המים והגזים בין האוקיאנוס לאטמוספרה.
ומכיוון שלמים לוקח זמן רב להתחמם או להתקרר פני הים מתפקד כמאגר חום עצום: שני מטרים הראשונים של האוקיאנוס בלבד מאחסנים את כל האנרגיה המקבילה הכלולה באטמוספרה.
כל מימיהן אוגרים פי אלף יותר מאותו ערך זהה? אקלימטים מתייחסים לפעמים לאוקיאנוסים כאל 'זיכרון' האקלים של כדור הארץ, ומדידת SST על בסיס ארוך טווח היא הדרך האמינה ביותר לקבוע את קצב ההתחממות הגלובלית.
כמו מדי חום בשמיים, מספר לוויינים שונים מודדים SST באופן קבוע. לדוגמה, רדיומטר סריקה לאורך מסלול מתקדם (AATSR) על סיפון Envisat של ESA משתמש באורכי גל אינפרא אדום כדי לרכוש SST לאורך קילומטר רבוע של אוקיינוס, לרמת דיוק של 0.2? C. למעשה, הודות לרמת הדיוק הגבוהה שלה, AATSR עוזרת לכייל חיישנים אחרים המועסקים בפרויקט Medspiration.
לוויינים אחרים אולי ירדו ברמת הדיוק או הרזולוציה, אך הם עשויים לפצות על כך עם יכולות מיקרוגל נוקבות בענן או מדידות 'עקבות רגל' גדולים בהרבה. לשלב את כל נתוני הלוויין הזמינים יחד? יחד עם מדידות מקומיות של מצופים וספינות מחקר - ותוכלו להשיג מעקב יומי אחר הטמפרטורה של כל האוקיינוסים המכסים 71% משטח כדור הארץ. לאחר מכן מידע זה מוכן לקלט ל'אוקיאנוס הווירטואלי 'הרלוונטי? מודל מחשב מתוחכם של המאמר המקורי.
השילוב של לוויין ותצפיות באתר זמינות עם דוגמנות מספרית? טכניקה המכונה 'הטמעת נתונים'? הוא חזק ביותר. זה חולל מהפכה בחיזוי מזג האוויר האטמוספרי וכעת הוא מיושם על האוקיינוסים.
תשומות תצפיתיות בזמן אמת מונעות ממודל אוקיינוס להסיט יותר מדי מהמציאות, בעוד שהתפוקות מהדגם מפצות על פערים בכיסוי. בעזרת צימוד מרבי בין תצפיות בפועל למודל המספרי, ניתן להשתמש באופן אמין בנתוני הפלט למשימות תפעוליות כמו חיזוי מצב הים ופריחת האצות, ולחיזוי מסלול שפיכות הנפט. וגם ניתן להשתמש בדגמים אלה כדי להראות עמוק יותר מאשר רק לפני הים.
"הגיע הזמן לפקח ולחיזוי מבצעי של מבנה אוקיינוס תלת מימדי גלובלי", מעיר ז'אן-לואי פלוס, מנהל מחקר אוקיינוס ב- IFREMER הצרפתי, מכון המחקר הצרפתי לניצול הים, שותף לפרויקט Medspiration. "פרויקט כמו Medspiration הוא תרומה מרכזית למאמץ זה.
"עם היכולות המוצעות על ידי חיישני SST הנישאים בחלל, על ידי מדדי לוויין ועל ידי 1,500 הצפות התומכות המודדות טמפרטורה ומליחות באוקיינוס העמוק? וכל הנתונים הללו מוזנים בזמן אמת כמעט למודלים אוקראינים גלובליים, החזון הזה הופך למציאות. "
למרות שהמפה החדשה של הים התיכון מייצגת צעד חשוב קדימה, הן Medspiration והן GODAE GHRSST-PP נותרו בעיצומן בשלב זה.
הבעיה העיקרית עם ניטור SST ברזולוציה גבוהה של הים התיכון היא כיסוי ענן. כדי לפצות שהצוות זמין לזרם נתונים קרוב בזמן אמת מארבעה לוויינים נפרדים? שני אירופאים, אמריקאים ואחד יפני. מיושמת גם היא טכניקה המכונה 'ניתוח אובייקטיבי' שממזערת את השפעות הענן על ידי אינטרפולציה של ערכים ממש מחוץ לאזור המעורפל או מאותו אזור שנמדד בזמנים לפני או אחרי שכיסתה אותו ענן.
ערבוב נתוני לוויין ביחד על בסיס שגרתי כרוך בקושי מכיוון שהמבנה התרמי של האוקיאנוס העליון הוא למעשה מורכב ביותר, וחיישנים שונים עשויים למדוד ערכים שונים. יש גם שונות ניכרת מיום ללילה, כאשר הטמפרטורות בשעות היום משתנות בעומק הרבה יותר מאלה במהלך הלילה.
חלק ממטרתה של Medspiration הוא להביא בחשבון באופן מלא את מחזור היומי הזה, על מנת לשפר את היעילות הכוללת של הטמעת הנתונים במודלים של חיזוי בים.
המקור המקורי: פרסום חדשות ESA
