เครดิตรูปภาพ: ESA
องค์การอวกาศยุโรปแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการติดตามดาวเทียม Envisat Earth เพื่อติดตามระดับน้ำของทะเลสาบและแม่น้ำในประเทศ จุดบนโลกที่ก่อนหน้านี้มองไม่เห็นถึง altimetry เรดาร์ก่อนหน้านี้ Radar Altimeter 2 บนเรือ Envisat ส่งคลื่นเรดาร์ 1800 ครั้งต่อวินาทีจากระดับความสูง 800 กม. จากนั้นคำนวณระยะเวลาที่ต้องใช้ในการส่งคืนซึ่งจะบอกระยะทางที่แน่นอนให้กับอุปกรณ์ ทีมจากข้อมูลที่ได้จาก Envisat และทำการหาวิธีที่จะแยกระดับน้ำในแม่น้ำโดยการตรวจจับเสียงสะท้อนเรดาร์ ESA จะปล่อยระดับน้ำ 12 ปีเพื่อให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษา
เป็นเวลากว่าทศวรรษที่ ESA ใช้ดาวเทียมในการสะท้อนคลื่นเรดาร์ออกจากโลกและวัดความสูงของมหาสมุทรและพื้นผิวโลกได้อย่างแม่นยำ แต่ทะเลสาบและแม่น้ำในประเทศเป็นจุดบอดที่มีประสิทธิภาพสำหรับเรดาร์ความสูง? อย่างน้อยก็จนถึงตอนนี้
สัปดาห์ถัดไป ESA จะแสดงตัวอย่างผลิตภัณฑ์ใหม่ที่เรียกว่าระดับแม่น้ำและทะเลสาบจาก Altimetry ซึ่งให้ข้อมูลที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ก่อนหน้านี้เกี่ยวกับระดับน้ำของทะเลสาบและแม่น้ำสายหลักทั่วพื้นผิวโลกซึ่งได้มาจากการวัดเครื่องวัดระยะสูงเรดาร์
นักอุทกวิทยาสามารถใช้ข้อมูลใหม่นี้เพื่อติดตามความสูงของแม่น้ำรอบ ๆ โลกประเมินผลกระทบของภาวะโลกร้อนและช่วยในการจัดการทรัพยากรน้ำ แหล่งน้ำในแผ่นดินมีความสำคัญในฐานะแหล่งสำคัญของทั้งน้ำและอาหารสำหรับผู้คนที่อาศัยอยู่รอบ ๆ พวกเขามักจะเป็นภูมิภาคที่มีความหลากหลายทางชีวภาพสูงสุดและเป็นตัวแทนของตัวชี้วัดแรกของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในภูมิภาค
อัลกอริทึมการประมวลผลใหม่ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อแยกแม่น้ำและทะเลสาบที่พบในระดับที่ได้จากข้อมูลเครื่องวัดความสูงเรดาร์แบบดิบ ความพยายามในการพัฒนานำโดยศาสตราจารย์ Philippa Berry แห่งมหาวิทยาลัย De Montfort ของสหราชอาณาจักร:“ ผลิตภัณฑ์เครื่องวัดระยะสูงด้วยเรดาร์รุ่นใหม่เป็นก้าวกระโดดที่ยอดเยี่ยมสำหรับนักอุทกวิทยา มันช่วยให้พวกเขามีเครื่องมือใหม่ในการศึกษาทั้งการเปลี่ยนแปลงทางประวัติศาสตร์ในระดับโต๊ะน้ำและข้อมูลที่สำคัญอย่างยิ่งเพื่อใช้ในการพยากรณ์แบบจำลองความพร้อมใช้น้ำการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำเหตุการณ์น้ำท่วมและภัยแล้งและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยรวม”
Radar Altimeter 2 (RA-2) บินผ่านดาวเทียม Envisat สิ่งแวดล้อมของ ESA คือการปรับปรุงเครื่องติดตามเครื่องวัดเรดาร์ก่อนหน้านี้บนยานอวกาศ ERS-1 และ ERS-2 จากวงโคจรขั้วโลกสูง 800 กม. มันส่งคลื่นเรดาร์ 1800 ดวงแยกกันลงสู่โลกต่อวินาทีจากนั้นบันทึกว่าเสียงสะท้อนของพวกมันกลับคืนมานานเท่าไร? จับเวลาการเดินทางของพวกเขาลงไปภายใต้เสี้ยววินาทีเพื่อคำนวณระยะทางที่แน่นอนไปยังดาวเคราะห์ด้านล่าง
เครื่องวัดระยะสูงของเรดาร์ถูกบินขึ้นในอวกาศครั้งแรกในปี 1970 บนเรือ Skylab และ Seasat ของนาซ่า ความพยายามเริ่มแรกเหล่านี้ยังคงมุ่งเน้นไปที่มหาสมุทรอย่างแน่นหนาเนื่องจากพื้นผิวที่เรียบน้อยกว่าส่งสัญญาณที่อ่านไม่ออก แต่เมื่อเทคโนโลยีได้ปรับปรุงข้อมูลความสูงของพื้นดินที่เชื่อถือได้ก็มีให้ RA-2 ของ Envisat มีระบบติดตามแบบ 'ขับเคลื่อนสี่ล้อ' ที่ช่วยให้สามารถรักษาสัญญาเรดาร์ได้แม้ในขณะที่ภูมิประเทศด้านล่างเปลี่ยนจากมหาสมุทรเป็นน้ำแข็งหรือพื้นที่แห้ง
แต่แม่น้ำและทะเลสาบได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเป้าหมายที่ยากขึ้น ทะเลสาบขนาดใหญ่และแม่น้ำกว้าง ๆ เช่นอเมซอนมักจะส่งสัญญาณเรดาร์กลับมายั่วเย้า แต่เสียงสะท้อนจากดินแดนใกล้เคียงจะบิดเบือนสัญญาณดังกล่าวเกือบทั้งหมด
เชื่อว่าการตรวจสอบระดับแม่น้ำและทะเลสาบเต็มรูปแบบนั้นเป็นไปได้อย่างไรก็ตาม ESA ได้ทำสัญญากับ De Montfort University เพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ที่เหมาะสมโดยมหาวิทยาลัย Lancaster ได้ให้คำแนะนำเกี่ยวกับอุทกวิทยาภาคสนาม
ทีมงานมหาวิทยาลัย De Montfort ดำเนินการอย่างรอบคอบด้วยการรวบรวมข้อมูลดิบจำนวนมหาศาลที่ได้มาจากแม่น้ำและทะเลสาบโดยคำนึงถึงรูปร่างของเสียงสะท้อนที่เกิดขึ้น พวกเขาจัดเรียงรูปร่างสะท้อนที่แตกต่างกันออกเป็นหมวดหมู่ที่แตกต่างกันจากนั้นสร้างกระบวนการอัตโนมัติเพื่อจดจำรูปร่างเหล่านี้ภายในสัญญาณ "เปียก" และดึงข้อมูลที่ใช้งานได้ออกมาในที่สุด
“ การทำเช่นนี้ต้องทำการวิเคราะห์รูปร่างของแต่ละเสียงสะท้อนและต้องคำนวณเวลาที่แน่นอนที่สอดคล้องกับองค์ประกอบเสียงสะท้อนจากทะเลสาบหรือแม่น้ำ” ศาสตราจารย์แบล็กเบอร์รีอธิบาย “ เช่นเดียวกับการระบุและกำจัดเสียงสะท้อนจากดินแดนโดยรอบกระบวนการนี้มีความซับซ้อนเนื่องจากการเกิดขึ้นของเกาะและสันทรายบ่อยครั้งโดยเฉพาะในระบบแม่น้ำ แต่ในท้ายที่สุดวิธีการนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพอย่างแท้จริงด้วยการดึงความสูงจากระบบแม่น้ำและทะเลสาบที่สำคัญของโลกได้สำเร็จ”
สัปดาห์หน้าจะเห็นการเปิดตัวผลิตภัณฑ์สาธิตครั้งแรกโดยใช้อัลกอริทึมใหม่นี้ซึ่งมีข้อมูลตัวแทนจากเจ็ดปีที่ผ่านมาสำหรับแม่น้ำและทะเลสาบทั่วแอฟริกาและอเมริกาใต้ แผนดังกล่าวคือข้อมูลเครื่องวัดระยะสูงทั่วโลกในช่วง 12 ปีที่ผ่านมาจะถูกประมวลผลใหม่เพื่อให้ข้อมูลด้านประวัติศาสตร์แก่นักอุทกวิทยาซึ่งประเมินค่ามิได้สำหรับการประเมินแนวโน้มระยะยาว
อีเอสเอยังมุ่งมั่นที่จะติดตั้งซอฟต์แวร์การดำเนินงานในภาคพื้นดินดังนั้นในที่สุดผลิตภัณฑ์สามารถส่งมอบให้กับผู้ใช้ในเวลาจริงใกล้ภายในสามชั่วโมงหรือน้อยกว่าการได้มาจากพื้นที่
นักอุทกวิทยาไม่จำเป็นต้องมีความรู้มาก่อนเกี่ยวกับเครื่องมือวัดความสูงของเรดาร์เพื่อใช้ประโยชน์จากข้อมูลใหม่โดยผลิตภัณฑ์หนึ่งที่รู้จักกันในชื่ออุทกวิทยาแม่น้ำทะเลสาบให้ข้อมูลที่สอดคล้องกับจุดผ่านของแม่น้ำราวกับว่ามีเครื่องวัดแม่น้ำจริง
มาตรวัดดังกล่าวเป็นวิธีการดั้งเดิมที่ได้รับการวัดระดับแม่น้ำและทะเลสาบ แต่จำนวนของพวกเขาในแหล่งกำเนิดได้ลดลงอย่างรวดเร็วในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา ผลิตภัณฑ์ใหม่จะชดเชยการขาดข้อมูลภาคพื้นดินที่เพิ่มขึ้นนี้
ผลิตภัณฑ์อื่น ๆ เรียกว่า River Lake Altimetry ซึ่งมีไว้สำหรับผู้เชี่ยวชาญด้าน altimetry และให้จุดผ่านจุดต่าง ๆ สำหรับแหล่งน้ำพร้อมกับข้อมูลรายละเอียดเกี่ยวกับการแก้ไขด้วยเครื่องมือและธรณีฟิสิกส์ทั้งหมด
ตัวอย่างของผลิตภัณฑ์ทั้งสองสามารถเข้าถึงได้ผ่านเว็บไซต์เฉพาะ (ดูแถบด้านขวา) หรือบนซีดีฟรี ส่งอีเมล [ป้องกันอีเมล] เพื่อสั่งซื้อสำเนา ผลิตภัณฑ์ทั้งสองได้รับการประกาศอย่างเป็นทางการที่งานอุทกวิทยาจากการประชุมอวกาศเริ่มตั้งแต่วันจันทร์ที่ 29 กันยายนในตูลูส
แหล่งที่มาเดิม: ข่าว ESA
