허리케인은 위성 이미지로만 캡처 할 수있는 자연의 힘 중 하나입니다. 현재 미국 해안을 향해 천둥을 치는 허리케인 프랜시스에게 ESA의 Envisat는 허리케인을 위에서 아래로 들여다 보며 폭풍 아래에서 숨은 세력을지도하기 위해 파도 아래에서 '볼'수 있도록 도와줍니다.
시간당 235km의 바람이 바하마를 통과하면서 프랜시스는 토요일 어느 날 플로리다 해안의 상륙을 향하고 있었고 3 백만 명의 미국인이 집을 대피하는 중입니다. 프랑스 인들을 기다리며 감시하는 것은 인간에게 자살일지도 모르지만, Envisat와 같은 우주 기반 관측자들은 위험없이 통과하는 것을 관찰합니다.
"Envisat의 다중 센서 기능으로 인해 하나의 위성으로 허리케인을 바로 분할 할 수 있습니다."라고 Jos는 설명했습니다. Achache, ESA 지구 관측 프로그램 책임자.
“유기 학자들이 연구하기 위해 효과적으로 Frances가 분리되었습니다. Envisat에 의해 반환 된 데이터에는 허리케인 상단의 구름 구조와 높이, 바닥의 바람과 파도 장, 해수면 온도 및 강도에 영향을 미치는 해수면 이상을 나타내는 해수면 이상이 포함됩니다.”
중요한 과정은 허리케인 전역의 다양한 고도와 위치에서 발생합니다. 기본적으로 극도로 낮은 압력 지역을 중심으로 한 강력한 폭풍이 발생합니다.
강한 낮은 수준의 지표 풍과 강수 강대는 높은 고도에서 강한 상승 기류 및 습한 공기의 유출과 결합하여 비가 오는 뇌우로 방출되는 에너지와 함께. 지금까지, 다른 고도에서 이러한 고해상도 측정의 신뢰할 수있는 유일한 출처는 허리케인을 통해 직접 비행 한 항공기에서 나온 것입니다.
Envisat는 광학 및 레이더 기기를 모두 가지고있어 연구원들이 가시 광선 및 적외선 스펙트럼에서 대기압이 높은 구름 구조와 압력을 관찰 할 수 있으며, 동시에 레이더 백스 캐터를 사용하여 해면의 거칠기를 측정하여 바람 장을 바로 유도 할 수 있습니다. 그것.
저기압 폭풍의 눈에 수렴하는 바람은 궁극적으로 허리케인의 특징 인 나선형 구름 패턴을 결정합니다.
플로리다에 기반을 둔 과학자들이이 독특한 단일 우주선 장비 조합을 활용하기 시작했습니다. MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrometer) 및 ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar)? 허리케인 시즌이 본격화되면서
마이애미 대학의 남동부 열대 고급 원격 감지 센터 (CSTARS) 지상국은 가까운 미래에 ERS-2 풍산 계 데이터 세트와 함께 Envisat에서 직접 ASAR 및 MERIS 데이터를 획득하기로 합의했습니다. 한 달 이내에 두 번째 허리케인이 플로리다 해안으로 향하고있는 것처럼 Envisat 데이터에 액세스 할 수있게되었습니다.
마이애미 대학의 응용 해양 물리학과 교수 인 한스 그레이 버 (Hans Graber)는“MERIS와 ASAR을 통해 Envisat은 거의 동시에 바다와 대기를 이미지화 할 수 있으며 이는 허리케인 시즌 동안 매우 유용한 기능입니다.
MERIS는 허리케인 상단의 소용돌이 치는 구름에 대한 세부 정보를 반환하지만 ASAR은 구름을 뚫고 폭풍 아래 바다의 바람이 부는 얼굴을 보여줍니다.
Graber는“특히 프랜시스 측면에서 허리케인의 눈은 구름 위에서 매우 많이 굴러 가고있는 것처럼 보인다. 상당히 불안정 해 보인다. ASAR 이미지의 정보는 바다의 크기와 위치를 현지화하는 데 도움이 될 것이다. 말했다. “그리고 안구 벽 주위의 바람 장은 ASAR 데이터로부터 도출 될 수 있습니까? 지금 우리가해야 할 일은 태풍을 뚫고 날아가는 허리케인 사냥꾼 비행기의 측정치입니다.”
폭풍이 다음날 아침 예상되는 육지에 가까워 지더라도 CSTARS는 금요일에 동시 MERIS 및 ASAR 인수를 계획하고 있습니다.
“우리의 현재 활동은 붕괴의 선을 따라 진행되고 있습니까? 우리는 이것이 어떻게 사용될 수 있는지 조사하고 있습니다.”라고 Graber는 덧붙였습니다. “우리의 최종 목표는 허리케인 시즌 동안 운영 기반으로 작동시키는 것입니다. 우리는 캐나다 우주국 (Canadian Space Agency)의 레이더 데이터를 사용하기로 합의했으며, 영향을받는 지역의 높은 시간적 적용을 위해 다른 위성 자원에 접근 할 수도 있습니다.
"미국 허리케인 센터는 허리케인 예측의 정확성을 높이고 대중의 위험을 줄이는 데 도움이되는 유용한 정보를 대량으로 추출 할 수있는 잠재력이 있습니다."
Envisat의 다른 장비는 바다 표면과 높이 솟은 구름 높이에서 Frances의 온도를 낮추는 데 사용됩니다.
수온은 프랑스에 전력을 공급하는 주요 에너지 저장고입니다. 올바른 대기 조건과 함께 열대 사이클론을 형성하고 유지하기 위해서는 26 ℃를 초과해야합니다. Envisat의 AATSR (Advanced Along Track Scanning Radiometer)은 우주 기반 온도계처럼 작동하여 해수면의 온도를 어느 정도까지 획득합니다.
한편 AATSR은 허리케인 구름 꼭대기의 온도를 측정하여 유용한 대기 데이터를 반환합니다. 대기로 더 많이 들어올수록 더 차갑고 얼음 함량이 높아집니다.
MERIS와 AATSR 허리케인을 모두 처리하는 독일 기업인 Brockmann Consult의 Carsten Brockmann은“우리는 AATSR 해수면 온도와 구름 최고 온도 이미지를 결합하여 해수면 온도가 29도까지 높은 온도를 보여줍니다. 형상. "이 두 센서 조합은 기상 학자에게 허리케인의 역학을 이해하고 발전을 더 잘 예측할 수 있도록 많은 정보를 제공합니다."
AATSR 정보는 MERIS 데이터 구름 높이 및 개발과 상호 연관되어 허리케인의 강수량 가능성을 잘 추정하고 이것이 전체 강도와 어떻게 관련되는지에 대한 이해를 향상시킬 수 있습니다. 수증기가 응축되면 잠열이 방출되어 허리케인 눈가를 따뜻하게합니다. 이것은 차례로 더 많은 지표수를 증발시키고 허리케인에 전력을 공급하는 열 엔진을 공급합니다.
폭풍에 연료를 공급하는 숨겨진 깊이 연구
허리케인에 부분적으로 전력을 공급하는 온수의 열 에너지를 열대성 사이클론 열전 위 (TCHP)라고합니다.
따뜻한 코어 링, 에디 및 걸프 스트림과 같은 해양 특성은 허리케인과 같은 열대성 저기압의 강화를 유발할 수있는 대기로의 향상된 열 플럭스 소스를 나타냅니다.
따뜻한 물은 많은 해양 특성에서 표면 아래로 100 미터 이상으로 확장되어 열 함량이 매우 높은 물을 나타냅니다. 트랙이 TCHP 값이 높은 에디 또는 다른 따뜻한 물을 지나갈 때 여러 허리케인이 강화되었습니다.
예를 들어 1995 년 허리케인 오팔은 열대성 저기압을 유지하기 위해 임계 값의 6 배까지 TCHP 값을 갖는 따뜻한 고리를지나 멕시코만에서 갑자기 강화되었습니다.
이전에는 연구원들이 해수면 온도 만 사용하여 허리케인 강화에 대한 상부 해양 열 상태의 역할을 추정했습니다. 이것의 문제는 AATSR 또는 유사한 위성기구에 의해 측정 된 해수면 온도가 특히 열대 지역의 여름철에 이러한 따뜻한 상류의 특징을 나타내지 않을 수 있다는 것입니다.
과거에 이러한 상해의 특징들은 위성 기반 온도 센서에 의해 보이지 않았으며, 매우 얕고 안정적인 따뜻한 물층 아래에 효과적으로 위장되어 있기 때문입니다.
열대 저기압 풍력은 상층의 물을 100 미터까지 내려갈 수있는 깊이로 혼합하여이 얇은 상부층을 쉽게 침식하여 열대 저기압에 조건이 적절한 경우 해양 열 에너지를 흡수 할 수있는 가능성을 제공합니다. 이제 해수면 온도와 해수면 높이의 위성 관측에 근거한 TCHP의 추정치가 이러한 특징을 감지 할 수 있습니다.
미국 국립 해양 대기 청 대서양 해양 기상 연구소 (NOAA / AOML)의 구스타보 고니 (Gustavo Goni), 호아킨 트리 나 네스 (Joaquin Trinanes) 및 피터 블랙 (Peter Black) 연구원은이 따뜻한 방법을 이용하여 이러한 따뜻한 물의 질량을 탐지하고 몇 가지를 사용하여 열대성 저기압 열 잠재력 값을 계산합니다. Envisat에 하나를 포함하여 위성 센서.
고니는“이러한 물의 특징은 허리케인의 강화에 잠재적으로 기여할 수있는 높은 TCHP 값의 영역을 식별하는 데 중요하다”고 설명했다. TCHP 값이 높은 이러한 지역은 허리케인이 전체 조건이 올바른 경우 훨씬 더 많은 열 에너지를 흡수 할 수있는 기회를 제공합니다. 저의 연구에 따르면이 따뜻한 물 덩어리가 바다 높이가 최대 30cm까지 상승한다는 사실을 이용하고 있습니다. 그런 다음 해수면 이상을 공간 기반 레이더 고도계 데이터로 매핑 할 수 있습니다.”
Envisat의 Radar Altimeter-2 기기와 같은 레이더 고도계는 매 초마다 수백 개의 레이더 펄스를 지구로 발사하며, 나노초 단위로 되돌아 가면 해발을 수백 킬로미터에서 최대 2 센티미터까지 측정 할 수 있습니다. 지구.
미국 해군 연구소 (NRL)는 Envisat RA-2 데이터와 Jason-1 및 GFO 위성에 탑재 된 유사한 레이더 고도계의 데이터를 결합하여 전반적인 정확도와 공간 및 시간 범위를 향상시켜 결국 Altimetry 제품의 소스를 형성합니다. 지금까지 허리케인 프랜시스의 트랙에 중첩 된 상층의 해양 열 상태를 나타내는 NOAA / AOML 생성 열대성 저기압 열지도의 기초.
“이번에는이 제품을 연구 목적으로 만 사용하여 허리케인의 삶에 대한 이해를 높였습니다. 그러나 국립 허리케인 센터 (National Hurricane Center)가 예측하기 위해 유사한 제품들이 생산되고 운영 적으로 사용되고있다”고 고니는 결론 지었다.
Altimetry 기반의 풍속 및 파고 제품은 프랑스 회사 인 CLS (Collect Localization Satellites)에 의해 배포되며 허리케인의 존재와 관련된 해수면 특징을 나타낼 수 있습니다.
결과 공개 예정
2002 년 3 월에 시작된 ESA의 Envisat 위성은 세계 상태와 인간 활동이 지구에 미치는 영향을 모니터링 할 수있는 매우 강력한 수단입니다. Envisat은 1991 년에 시작된 대행사의 ERS 임무와의 연속성을 유지하면서 지구의 대기, 육지, 대양 및 아이스 캡을 관찰하고 모니터링하기위한 10 개의 정교한 도구를 보유하고 있습니다.
궤도에서 2 년 반이 지난 후 오스트리아의 잘츠부르크에서 열린 심포지엄에서 50 개국 700 명 이상의 과학자들이 위성의 초기 결과를 검토하고 토론하며 Envisat 데이터를 기반으로 자체 연구 활동을 발표하려고합니다.
월요일부터 Envisat Symposium은 대기 화학, 해안 연구, 레이더 및 간섭 측정, 바람과 파도, 초목 및 농업, 산사태, 자연 위험, 대기 오염, 바다 색, 유류 유출 및 얼음 등 지구 과학의 거의 모든 분야를 다룰 것입니다. .
심포지엄에는 피어 리뷰로 선정 된 650 개 이상의 논문이 발표되었습니다. 프레젠테이션에는 프레스티지 석유 유출, 작년 포르투갈 산불, 2002 년 엘베 홍수, 남극 오존 구멍의 진화, Bam 지진 및 유럽의 오염에 대한 결과가 포함됩니다.
ESA 전시회 지역에서 일주일 동안 수많은 시위가 계획되어 있습니다. 공동 ESA 유럽위원회 글로벌 환경 및 보안 모니터링 (GMES) 이니셔티브에 대한 산업 컨소시엄 전시회도 계획되어 있습니다.
원본 출처 : ESA 뉴스 릴리스
