science >> Wetenschap >  >> Natuur

Nieuw potentieel voor het volgen van zware stormen

Zeewinden van SMOS (in knopen) onder Cycloon Idai op 13 maart 2019. De schattingen van de windstralen in elk geografisch stormkwadrant worden geïllustreerd door zwarte segmenten zoals afgeleid uit SMOS-gegevens en door grijze segmenten voor het Automated Tropical Cyclone Forecast-systeem. Deze lijnstukken worden afgesloten met blauw, rode en roze rechthoeken voor windstralen van 34, 50 en 64 knopen, respectievelijk. De sporen en richting van het stormcentrum zijn aangegeven door dikke zwarte bochten met pijlen. Krediet:Ifremer

Zelfs in de laatste paar maanden, Cyclonen Fani, Idai en Kenneth hebben miljoenen verwoest. Nu de frequentie en ernst van extreem weer zoals dit naar verwachting zal toenemen tegen de achtergrond van klimaatverandering, het is belangrijker dan ooit om gebeurtenissen nauwkeurig te voorspellen en te volgen. En, een ESA-satelliet helpt bij deze taak.

Binnenkort om 10 jaar in een baan om de aarde te vieren, SMOS is gebouwd om het bodemvocht en het zoutgehalte van de oceaan te meten om de watercyclus beter te begrijpen. Terwijl de wetenschap profiteert van haar metingen, het SMOS-portfolio wordt uitgebreid om te helpen met enkele alledaagse toepassingen, waaronder het monitoren en verbeteren van de voorspelling van grote stormen.

Het probleem met het observeren van orkanen en cyclonen vanuit de ruimte is dat de camera-achtige instrumenten van satellieten niet door massa's dikke draaiende wolken kunnen kijken om windsnelheden te meten.

traditioneel, satellietverstrooiingsmeterinstrumenten zijn de belangrijkste informatiebron geweest om de windsnelheid boven oceaanwateren te meten, maar SMOS kan aanvullende informatie bieden bij hevige stormen.

SMOS draagt ​​een microgolfradiometer om beelden van helderheidstemperatuur vast te leggen. Metingen komen overeen met straling die wordt uitgezonden vanaf het aardoppervlak, die vervolgens worden gebruikt om informatie over het bodemvocht en het zoutgehalte van de oceaan af te leiden.

Sterke winden over oceanen zwepen golven en whitecaps op, die, beurtelings, invloed hebben op de microgolfemissie van het oppervlak. Dit betekent dat de veranderingen in straling direct kunnen worden gekoppeld aan de kracht van de wind boven zee.

Nicolas Reul, van Ifremer, zei:"Terwijl de vooruitgang in ons begrip van de fysica die ten grondslag ligt aan de levenscyclus van tropische stormen en hun ontwikkeling tot orkanen en cyclonen voortdurend vordert, er is geen vervanging voor verbeterde meetmogelijkheden die kunnen helpen het karakter van een bepaalde storm te bepalen.

SMOS meten stormen. Krediet:Europees Ruimteagentschap

"Hoewel SMOS-gegevens een ruimtelijke resolutie van 40 km hebben, de brede regelmatige herhalingsdekking en het vermogen om metingen te doen van de oppervlaktewindsnelheidsstructuur bij orkaankracht in de aanwezigheid van zware neerslag is uniek."

Het feit dat SMOS kan worden gebruikt om de windsnelheden van het oceaanoppervlak bij extreem weer te schatten, is al een tijdje bekend - maar zoals benadrukt op het Living Planet Symposium van deze week, dit wordt in de praktijk gebracht.

Experimenten tonen aan dat SMOS kan, bijvoorbeeld, help fouten in voorspelde doorlooptijden te verbeteren met 36-72 uur in de extratropen.

Samenwerken, ESA, OceanDataLab en Ifremer zijn een SMOS-winddataservice gestart, die bijna-realtime (3-6 uur vanaf detectie) windsnelheden op het oceaanoppervlak biedt.

Sinds september 2018, de diensten zijn 'pre-operationeel' geweest, het verstrekken van gegevens aan geselecteerde gebruikers zoals het NOAA National Hurricane Center, het U.S. Naval Research Laboratory en het Joint Typhoon Warning Center, die de mogelijke voordelen beoordelen.

Het belang hiervan gaat verder dan de SMOS-missie, aangezien de continuïteit van dit soort metingen nu wordt bestudeerd in het kader van een van de zes mogelijke toekomstige Copernicus-missies.

Craig Donlon van ESA, verklaart, "Het Copernicus Imaging Microwave Radiometer-concept is een wereldwijde dekkingsmissie, maar met een focus op het snel veranderende Arctische gebied, waar zowel harde wind als zoutgehalte een grote rol spelen in het oceaansysteem.

"Het lijdt geen twijfel dat SMOS ons in staat heeft gesteld om het enorme potentieel van L-band microgolfradiometermetingen voor de oceaan te verkennen en verder te ontwikkelen."