Obrazový kredit: ESA
Evropská kosmická agentura prokázala schopnost svého monitorovacího satelitu Envisat Země sledovat hladiny vody ve vnitrozemských jezerech a řekách; skvrny na Zemi, které byly dříve neviditelné pro předchozí radarovou výškoměr. Radarový výškoměr 2 na palubě Envisat vysílá 1800 radarových impulsů za sekundu z 800 km nadmořské výšky a poté vypočítá, jak dlouho trvá návratu - to říká zařízení o jeho přesné vzdálenosti k planetě. Tým prošel skrz nezpracovaná data Envisatu a přišel na způsob, jak extrahovat hladiny říční vody tím, že spatřil specifické druhy radarových echos. ESA uvolní vědcům 12 let hladin řek.
ESA používá přes deset let satelity k odrazení radarových pulsů od Země a přesné měření výšky oceánských a pozemních povrchů. Ale vnitrozemská jezera a řeky byly účinnými slepými místy pro radarovou výškoměr? alespoň dosud.
ESA příští týden předvede novou řadu produktů nazvanou River and Lake Level from Altimetry, která poskytuje dříve nepřístupné informace o hladinách vody hlavních jezer a řek po zemském povrchu, odvozené z měření radarového výškoměru Envisat a ERS.
Hydrologové mohou tato nová data použít ke sledování výšek řek kolem planety, k posouzení dopadu globálního oteplování a pomoci s řízením vodních zdrojů. Vnitrozemské vodní útvary jsou pro lidi žijící kolem nich důležitým zdrojem vody i potravy. Často jsou také regiony s maximální biologickou rozmanitostí a představují rané ukazatele regionální změny klimatu.
Byl vyvinut nový algoritmus zpracování pro extrahování nálezů na úrovni řek a jezer ze surových dat radarového výškoměru. Vývojové úsilí vedl profesor Philippa Berry z britské De Montfort University: „Nový produkt radarového výškoměru je pro hydrology velkým skokem vpřed. Poskytuje jim nový nástroj ke studiu jak historických změn hladin podzemních vod, tak kriticky důležitých dat, která mají být použita při predikčních modelech dostupnosti vody, výroby vodní energie, událostí povodní a sucha a celkových klimatických změn. “
Radarový výškoměr 2 (RA-2) přeletěný na palubu environmentálního satelitu ESA Envisat je vylepšeným pokračováním předchozích radarových výškoměrů na kosmické lodi ERS-1 a ERS-2. Ze své 800 km vysoké polární orbity vyšle 1800 samostatných radarových impulsů na Zemi za sekundu a poté zaznamená, jak dlouho se jejich ozvěny vrátí? načasování jejich cesty pod nanosekundu, aby se vypočítala přesná vzdálenost k planetě níže.
Radarové výškoměry byly poprvé přeletěny ve vesmíru v sedmdesátých letech na palubě Skylab a Seasat NASA. Toto prvotní úsilí zůstalo pevně zaměřeno na oceány, protože méně hladké povrchy půdy vracely nerozluštitelné signály. Ale jak se technologie zlepšila, byla k dispozici spolehlivá data o výšce půdy. Envisat RA-2 má inovativní systém sledování „pohonu všech kol“, který mu umožňuje udržovat radarovou kontrakt, i když se terén pod posunem z oceánu na led nebo suchou půdu.
Řeky a jezera se však ukázaly jako přísnější cíle. Velká jezera a široké řeky, jako je Amazonka, se často vrátily do tantalizujících „mokrých“ radarových signálů, ale ozvěny z blízké suché země deformovaly většinu takových signálů.
Přestože ESA byla přesvědčena o plnohodnotném monitorování hladiny řek a jezer, bylo přesto možné, ESA udělila smlouvu De Montfort University na vývoj vhodného softwarového produktu, přičemž Lancaster University poskytuje poradenství v oblasti hydrologie.
Tým Univerzity De Montfort postupoval pečlivým prořezáváním mnoha gigabajtů nezpracovaných údajů získaných na řekách a jezerech, přičemž vzal na vědomí typ echo tvarů, ke kterým došlo. Rozdělili různé tvary ozvěny do různých kategorií a poté vytvořili automatizovaný proces, který tyto tvary rozeznává v „mokrých“ signálech a nakonec z nich extrahuje použitelná data.
"K tomu je třeba analyzovat tvar každé jednotlivé ozvěny a musí se vypočítat přesný čas odpovídající složce ozvěny z jezera nebo řeky," vysvětlil profesor Berry. „Kromě identifikace a odstranění ozvěny z okolní půdy je tento proces komplikován častým výskytem ostrovů a pískovců, zejména v říčních systémech. Nakonec se však ukázalo, že tento přístup je skutečně velmi účinný, s úspěšným získáním výšek od většiny hlavních říčních a jezerních systémů Země. “
Příští týden uvidíme vydání prvních demonstračních produktů využívajících tento nový algoritmus, který obsahuje reprezentativní data za posledních sedm let pro řeky a jezera v Africe a Jižní Americe. Plánuje se, že údaje z globálního výškoměru za posledních 12 let budou poté přepracovány, aby hydrologům poskytly historické informace, které jsou neocenitelné pro hodnocení dlouhodobých trendů.
ESA také hodlá instalovat operační software ve svém pozemním segmentu, aby mohl být produkt nakonec dodán uživatelům v téměř reálném čase, do tří hodin nebo méně od jeho pořízení z vesmíru.
Hydrologové nepotřebují žádné předchozí znalosti radarové výškoměry, aby mohli využívat nová data. Jeden produkt známý jako Hydrologie říčního jezera poskytuje údaje odpovídající průjezdním bodům řeky, jako by existovaly skutečné vodoměry.
Takové měřidla jsou tradičním způsobem, jak se získávají měření hladiny řek a jezer, ale jejich počet in situ se v posledních dvou desetiletích prudce snížil. Nový produkt bude kompenzovat tento rostoucí nedostatek pozemních dat.
Další produkt se nazývá Altimetrie River Lake Altimetry, určená pro odborníky na altimometrii, a poskytuje všechny přechody pro vodní útvar spolu s podrobnými informacemi o všech instrumentálních a geofyzikálních korekcích.
Náhledy obou produktů jsou přístupné prostřednictvím vyhrazené webové stránky (viz pravá lišta) nebo na CD zdarma? e-mail [chráněn e-mailem] pro objednání kopie. Oba produkty jsou oficiálně oznamovány na konferenci Hydrology from Space, začátek pondělí 29. září v Toulouse.
Původní zdroj: ESA release release
