Космические исследования океана

На главную страницу семинара


Тема 1      Исследования Мирового океана средствами дистанционного зондирования

    Поля и явления Мирового океана, исследуемые дистанционными методами


6. Приводный (приповерхностный) ветер

Информация о скоростях и направлении ветра имеет первостепенное значение при изучении взаимодействия океана и атмосферы, циркуляции океанических вод и их влияния на погоду и климат Земли. Эти же данные необходимы и при изучении необычных явлений в океане, таких как Эль-Ниньо.
 

Данные о скоростях и направлении приповерхностного ветра необходимы для уточнения прогнозов погоды, выявления зарождающихся ураганов, тропических циклонов, прослеживания путей их следования, расчёта интенсивности штормов на море; они используются в навигации для прокладывания курсов судов и при планировании работ на нефтепромыслах в шельфовой зоне. Во всех случаях информация о ветрах, ежедневно получаемая из космоса, оказывается значительно более дешёвой и оперативной, чем получаемая наземными методами.
Пример: Ураган Вильма. Скорость ветра 18 октября 2005 г.

Комплексная характеристика урагана Вильма на сайте Remss.com на 21 октября 2005 г.
© Remote Sensing Systems

 

Распределение ветра над Мировым океаном 15 октября 2005 г. по данным скаттерометра Quikscat

© Remote Sensing Systems

Поле приводного ветра (скорость и направление ветра у поверхности) может быть измерено только над океаном микроволновыми скаттерометрами. Скаттерометр – это микроволновой радар, определяющий направление и скорость ветра в приповерхностном слое над морской поверхностью.

Принцип действия скаттерометра SeaWinds, установленного на борту спутника НАСА QuickScat, выведенного на орбиту в 1999 г.

Радиолокационная система скаттерометра посылает микроволновые импульсы и принимает отражённый от поверхности сигнал. Интенсивность возвращенного сигнала зависит от шероховатости поверхности: для морской поверхности шероховатость, вызванная ветровым волнением, тем сильнее, чем больше скорость ветра. Для определения направления ветра параболическая отражающая антенна скаттерометра вращается с точно выверенной скоростью и испускает два отдельных луча примерно на расстоянии 6 градусов, каждый из них состоит из непрерывного потока импульсов.
В процессе движения спутника по орбите каждая ячейка, для которой определяется направление и скорость ветра, просматривается многократно при разных азимутах «вперед» и «назад» по курсу. Размер элементарной ячейки SeaWinds
25 км, многократные измерения обратного рассеяния при горизонтальной и вертикальной поляризации сигнала, полученные при разных азимутах, позволяют определить направление и скорость ветра для каждой ячейки.

 

Первый скаттерометр был установлен на борту американского спутника SeaSat (1978 г.), он впервые показал возможность точного измерения скорости ветра из космоса. Однопроходный скаттерометр AMI (Active Microwave Insrument), имевший трёхантенный радар, работал на борту европейского спутника ERS-1 с 1991 по 1996 гг. В 1996 г. НАСА и национальным космическим агентством Японии NASDA был выведен на орбиту спутник ADEOS (Advanced Earth Observing Satellite), имеющий на борту скаттерометр NSCAT, обеспечивший получение данных о приводном ветре с разрешением 50 км на протяжении 9 месяцев 1996-97 гг.
В июне 1999 г. НАСА был запущен спутник
QuikScat, имеющий на борту новый скаттерометр SeaWinds. В зону его видимости попадает 90% территории Мирового океана, не покрытой льдом, таким образом пути атлантических и азиатских тропических циклонов прослеживаются дважды в сутки, что позволяет существенно повысить точность определения их траектории и прогноза интенсивности. В 2002 г были запущены спутники ADEOS-II и Aqua, имеющие в числе многочисленной аппаратуры микроволновые радиометры AMSR и AMSR-E, данные которых позволяют получать информацию о направлении и скорости приповерхностных ветров над Мировым океаном.

Данные о приповерхностных ветрах над любыми участками Мирового океана, получаемые с космических скаттерометров, как во времени, близком к реальному, так и архивные, размещаются в сети Интернет на сайтах: http://www.remss.com, http://podaac.jpl.nasa.gov/


Полезные ссылки:

http://winds.jpl.nasa.gov/ Портал НАСА, посвященный методам наблюдения ветров над океанами
http://www.remss.com/hurricane/active_storms.html данные о действующих ураганах в реальном времени


К 1 теме семинара     |     На главную страницу семинара

Интернет-семинары