Ilmakehän kaukokartoitus
Wikipedia
 |
Tämän artikkelin määritelmä puuttuu tai on huonosti laadittu. |
| Lisää tietoa saattaa olla keskustelusivulla. |
Ilmakehän kaukokartoitus on olennainen osa kaukokartoitusta. Meteorologiassa ollaan kiinnostuneita ilman lämpötilan ja kosteuden pystyprofiilista eli luotauksesta. Muissa yhteyksissä ollaan kiinnostuneita poistamaan ilmakehän vaikutus. Ilmakehäkorjaukseksi kutsutaan menetelmiä joilla maanpinnan mittaukset eri ajanhetkinä ja erilaisista mittauskulmista saadaan vertailukelpoisia.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Luotaustieto infrapunamittauksilla satelliitista
Ilmakehän läpinäkyvyys eli läpäisevyys sähkömagneettiselle säteilylle vaihtelee eri aallonpituuksille. Pinnan ilmiöitä mitattaessa keskitytään ns. ikkuna-alueille, joilla ilmajehän on mahdollisimman läpinäkyvä. Tarkasteltaessa aallonpituusalueita, joilla ilmakehän on osittain läpinäkyvä, saadaan informaatiota ilmakehän eri kerroksista. Läpäisevyyden muutoksessa korkeuden funktiona saadaan ns. painofunktio, joka kertoo miltä korkeudelta ilmakehää kanava saa suurimman osan informaatiostaan[1][2].
Ensimmäisissä luotausinstrumenteissa oli kymmenkunta kanavaa (kapeaa aallonpituusaluetta, joita instrumetti mittaa), joista laskettiin ilmakehän lämpötila- ja kosteusprofiilit. Ilmakehämalleissa oli kuitenkin hyvin nopeasti enemmän tasoja kuin instrumenteissa kanavia, joten oli epäselvää kuinka paljon tällaisesta mittauksesta tehty luotaus voisi antaa lisätietoa mallille. Lisäksi koska samasta mittauksesta voidaan johtaa mielivaltainen määrä luotauksia, tarvittiin jonkinlainen alkuarvaus luotaukselle. Tällä alkuarvauksella on oma virheensä, joka aiheuttaa lisää epävarmuutta mallin alkutilaan. Alun optimismi katosi ja tarvittiin uusia menetelmiä satelliittitiedon käyttöön malleissa.
1990-luvun puolenvälin tienoilla tietokoneiden teho oli kasvanut tarpeeksi, jotta voitiin alkaa käyttää variaatiolaskentaan perustuvia menetelmiä. Nyt mallinnettiin suoraan mallin alkutilan perusteella minkälainen satelliittimittauksen tulisi olla ja alkutilaa muokattiin havaitun eron perusteella. Tämän tiedon operatiivisessa hyödyntämisessä pisimmällä on ECMWF.
Uusissa luotausinstrumenteissa, kuten AIRS ja IASI, kanavien määrä on kasvanut jolloin myös mittauksen pystyerottelukyky on kasvanut. Näin luotaustuotteiden laatu on kasvanut ja niitä tuotetaan operatiivisesti käyttäjille[3].
[muokkaa] Ilmakehän kosteus GPS-signaaliin perustuvilla mittauksilla
GPS-satelliittien signaali vääntyy ilmakehän kosteuden mukaan. Tästä voidaan laskea tietoja ilmakehän kosteudesta. Mittausinstrumentti voi olla maanpinnalla tai toisessa satelliitissa. Jälkimmäisessä tapauksessa puhutaan okkultaatiomittauksista.
Saksalaisen tutkimussatelliitin CHAMPin mukana oli intrumentti GPS-okkultaatiomittausten tutkimiseen. METOP-satelliitin GRAS-instrumentti on tarkoitettu näiden mittausten operatiiviseen tuottamiseen. Tätä tukee EUMETSATin GRAS SAF-projekti[4].
[muokkaa] Lähteet
- ↑ Kidder, S. Q., and T. H. Vonder Haar, 1995: Satellite Meteorology: An Introduction, luku 6.
- ↑ J. Eyre, 1991:Inversion methods for satellite sounding data http://www.ecmwf.int/newsevents/training/lecture_notes/pdf_files/ASSIM/Inversn.pdf
- ↑ AIRSin tuotteista lisätietoa: http://www-airs.jpl.nasa.gov/Products/
- ↑ http://grassaf.dmi.dk/
[muokkaa] Yleiset lähteet
- Kidder, S. Q., and T. H. Vonder Haar, 1995: Satellite Meteorology: An Introduction, Academic Press, San Diego, 466 pp. Kirjan iästä johtuen kirjassa ei käsitellä variaatiolaskentaan perustuvia menetelmiä paljoakaan.
- ECMWF:n kurssi Data Assimilation and the Use of Satellite Data on paremmin ajantasalla kuin Kidderin ja Vonder Haarin kirja
