حقوق الصورة: ESA
لم يكن بالإمكان صنع خريطة درجة حرارة سطح البحر عالية الدقة للبحر الأبيض المتوسط إلا باستخدام الأقمار الصناعية. ستحتاج أي خريطة أرضية مكافئة إلى ما يقرب من مليون ونصف ترمومتر يوضع في الماء في وقت واحد ، واحد لكل كيلومترين مربعين من البحر.
يتم تحديث هذه الخريطة الحرارية الأكثر تفصيلاً على الإطلاق لجميع مناطق البحر الأبيض المتوسط البالغ عددها 2 965500 كيلومتر مربع ، وهو أكبر بحر داخلي في العالم يوميًا كجزء من مشروع Medspiration التابع لوكالة الفضاء الأوروبية.
مع درجة حرارة سطح البحر (SST) متغير مهم للتنبؤ بالطقس وينظر إليه بشكل متزايد كمؤشر رئيسي لتغير المناخ ، فإن الفكرة وراء Medspiration هي دمج البيانات من أنظمة الأقمار الصناعية المتعددة لإنتاج مجموعة قوية من بيانات سطح البحر لاستيعابها في توقعات المحيطات نماذج المياه حول أوروبا وكذلك المحيط الأطلسي بأكمله.
بالنسبة للبحر الأبيض المتوسط ، يتم إنشاء منتج Medspiration بدقة مكانية غير مسبوقة تبلغ كيلومترين مربعين ، كما يوضح إيان روبنسون من مركز ساوثامبتون لعلوم المحيطات ، الذي يدير مشروع Medspiration: "يحتوي توزيع درجة حرارة السطح في البحر الأبيض المتوسط على العديد من الميزات الدقيقة التفصيلية التي تكشف عن الدوامات والجبهات والأعمدة المرتبطة بديناميكيات دوران المياه. هناك حاجة إلى دقة على هذا النحو للسماح بتتبع هذه الميزات بشكل صحيح. "
ويقصد من المنتجات البحرية المتبقية أن يكون لها دقة مكانية لا تزال مثيرة للإعجاب تبلغ عشرة كيلومترات مربعة. النتائج الإجمالية لمشروع Medspiration تتغذى أيضًا على مخطط أكثر طموحًا لدمج جميع بيانات SST المتاحة في منتج عالمي عالي الدقة ، يُعرف بالمشروع التجريبي لتجربة استيعاب بيانات المحيطات العالمية (GODAE) المشروع التجريبي لدرجات حرارة سطح البحر عالي الدقة (GHRSST- ص).
هدفها هو تقديم جيل جديد من منتجات SST العالمية عالية الدقة إلى مجتمع المستخدمين بدقة أقل من عشرة كيلومترات كل ست ساعات.
كخطوة مهمة نحو تحقيق هذا الهدف ، لم تبدأ وكالة الفضاء الأوروبية فقط Medspiration كمساهمة أوروبية في مجمل جهود GHRSST-PP ، ولكن قامت الوكالة بتمويل مكتب مشروع GHRSST الدولي ، الموجود في مركز هادلي للتنبؤات والبحوث المناخية ، وهو جزء من مكتب الأرصاد في المملكة المتحدة الموجود في إكستر.
يقول Craig Donlon ، رئيس مكتب GHRSST: "إن Medspiration في طليعة جهود GHRSST-PP وهو يقود العرض العملي لـ GHRSST-PP كنظام دولي". "لقد طورت GHRSST من خلال نهج" نظام الأنظمة "، حيث تتطلب واجهات مستقرة وأنظمة معالجة ومعالجة بيانات شاملة.
"Medspiration مستعد لتسليم المكون الأوروبي لـ GHRSST-PP. خلال الـ 12 شهرًا القادمة ، ستلعب Medspiration دورًا أساسيًا في شراكة مع مجموعات تشغيلية أخرى في الولايات المتحدة الأمريكية وأستراليا واليابان حيث يبدأ نظام GHRSST-PP التسليم التشغيلي لجيل جديد من منتجات بيانات SST إلى مجتمعات المستخدمين الأوروبية والدولية في القريب في الوقت الحالى."
تعد درجة حرارة سطح المحيط خاصية مادية مهمة تؤثر بشدة على نقل الطاقة الحرارية والزخم وبخار الماء والغازات بين المحيط والغلاف الجوي.
ولأن الماء يستغرق وقتًا طويلاً لتسخين أو تبريد سطح البحر ، فإنه يعمل كمستودع ضخم للحرارة: يخزن المترين العلويين من المحيط وحده كل الطاقة المكافئة الموجودة في الغلاف الجوي.
كل مياههم تخزن أكثر من ألف مرة نفس القيمة؟ يشير علماء المناخ في بعض الأحيان إلى المحيطات على أنها "ذاكرة" مناخ الأرض ، وقياس SST على المدى الطويل هو الطريقة الأكثر موثوقية لتحديد معدل الاحترار العالمي.
مثل مقاييس الحرارة في السماء ، يقيس عدد من الأقمار الصناعية المختلفة SST على أساس مستمر. على سبيل المثال ، يستخدم مقياس الإشعاع بالمسح الضوئي المتقدم على طول المسار (AATSR) على متن Envisat التابع لوكالة الفضاء الأوروبية أطوال موجية بالأشعة تحت الحمراء للحصول على SST لمسافة كيلومتر مربع من المحيط بدقة 0.2 درجة مئوية. في الواقع ، بفضل دقتها العالية ، تساعد AATSR على معايرة أجهزة الاستشعار الأخرى التي يستخدمها مشروع Medspiration.
قد تكون الأقمار الصناعية الأخرى قد انخفضت الدقة أو الدقة ، ولكن من المحتمل أن تعوضها بقدرات ميكروويف خارقة للغيوم أو "آثار أقدام" أكبر بكثير. هل تريد دمج جميع بيانات الأقمار الصناعية المتاحة معًا؟ إلى جانب القياسات الموضعية من العوامات وسفن البحث - ويمكنك تحقيق المراقبة اليومية لدرجة حرارة جميع المحيطات التي تغطي 71٪ من سطح الأرض. ثم يتم إعداد هذه المعلومات لإدخالها في "المحيط الافتراضي" ذي الصلة؟ نموذج كمبيوتر معقد للمقال الأصلي.
الجمع بين الأقمار الصناعية والملاحظات في الموقع المتاحة مع النمذجة الرقمية؟ تقنية تعرف باسم "استيعاب البيانات"؟ هي قوية للغاية. لقد أحدث ثورة في التنبؤات الجوية الجوية ويتم تطبيقه الآن على المحيطات.
تمنع مدخلات الرصد في الوقت الفعلي تقريبًا نموذج المحيط من التحول كثيرًا عن الواقع ، في حين تعوض المخرجات من النموذج عن أي ثغرات في التغطية. مع أقصى قدر من الاقتران بين الملاحظات الفعلية والنموذج الرقمي ، يمكن استخدام بيانات الإخراج بشكل موثوق للمهام التشغيلية مثل حالة البحر وتنبؤات ازدهار الطحالب ، والتنبؤ بمسار الانسكابات النفطية. ويمكن استخدام هذه النماذج أيضًا لتبدو أعمق من مجرد سطح المحيط.
يعلق جان لوي فيلوس ، مدير أبحاث المحيطات في معهد IFREMER الفرنسي ، معهد الأبحاث الفرنسي لاستغلال البحر ، شريك مشروع Medspiration ، "حان الوقت للرصد والتنبؤ التشغيلي لهيكل المحيط العالمي ثلاثي الأبعاد". "مشروع مثل Medspiration هو مساهمة رئيسية في هذا المسعى.
"مع الإمكانات التي توفرها أجهزة استشعار SST المحمولة في الفضاء ، بواسطة أجهزة تحديد الارتفاع عبر الأقمار الصناعية و 1500 عوامة تنميط قياس درجة الحرارة والملوحة في أعماق المحيطات؟ وكل هذه البيانات يتم تغذيتها في الوقت شبه الحقيقي لنماذج المحيطات العالمية ، فإن هذه الرؤية أصبحت حقيقة. "
على الرغم من أن الخريطة الجديدة للبحر الأبيض المتوسط تمثل خطوة مهمة إلى الأمام ، إلا أن كل من Medspiration و GODAE GHRSST-PP لا يزالان قيد العمل في هذه المرحلة.
المشكلة الرئيسية في مراقبة SST عالية الدقة للبحر المتوسط هي الغطاء السحابي. لتعويض الفريق لديه دفق بيانات قريب من الوقت الحقيقي من أربعة أقمار صناعية منفصلة؟ اثنين من الأوروبيين ، واحد أمريكي وواحد ياباني. يتم أيضًا تطبيق تقنية تسمى "التحليل الموضوعي" التي تقلل من تأثيرات السحابة عن طريق استيفاء القيم من خارج المنطقة المحجوبة مباشرةً أو من تلك المنطقة التي تم قياسها في بعض الأحيان قبل السحابة أو بعد تغطيتها.
إن خلط بيانات الأقمار الصناعية معًا على أساس روتيني أمر محفوف بالصعوبة لأن البنية الحرارية لأعلى المحيط معقدة للغاية في الواقع ، وقد تكون أجهزة الاستشعار المختلفة تقيس قيمًا مختلفة. هناك أيضًا اختلاف كبير بين النهار والليل ، حيث تختلف درجات الحرارة أثناء النهار بعمق أكبر بكثير من درجات الحرارة أثناء الليل.
جزء من هدف Medspiration هو مراعاة هذه الدورة النهارية بشكل كامل ، من أجل تحسين الفعالية الشاملة لاستيعاب البيانات في نماذج التنبؤ بالمحيطات.
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة الفضاء الأوروبية
