เครดิตรูปภาพ: ESA
แผนที่อุณหภูมิพื้นผิวทะเลความละเอียดสูงพิเศษของทะเลเมดิเตอร์เรเนียนนี้ทำได้ด้วยดาวเทียมเท่านั้น แผนที่บนพื้นดินที่เทียบเท่าจะต้องมีเครื่องวัดอุณหภูมิเกือบหนึ่งล้านชิ้นและครึ่งหนึ่งติดตั้งในน้ำพร้อมกันหนึ่งอันสำหรับทุก ๆ สองตารางกิโลเมตรของทะเล
แผนที่ความร้อนที่มีรายละเอียดมากที่สุดนี้ทั้งหมด 2 965 500 ตารางกิโลเมตรของทะเลเมดิเตอร์เรเนียนทะเลน้ำจืดที่ใหญ่ที่สุดในโลกได้รับการปรับปรุงเป็นประจำทุกวันซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Medspiration ของ ESA
ด้วยอุณหภูมิผิวน้ำทะเล (SST) เป็นตัวแปรสำคัญสำหรับการพยากรณ์อากาศและถูกมองว่าเป็นตัวบ่งชี้สำคัญของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแนวคิดเบื้องหลัง Medspiration คือการรวมข้อมูลจากระบบดาวเทียมหลายดวงเพื่อสร้างชุดข้อมูลพื้นผิวทะเลที่แข็งแกร่งสำหรับการดูดซึมเข้าสู่การพยากรณ์มหาสมุทร แบบจำลองของน่านน้ำทั่วยุโรปและมหาสมุทรแอตแลนติกทั้งหมด
สำหรับทะเลเมดิเตอร์เรเนียนผลิตภัณฑ์ Medspiration ถูกสร้างขึ้นเพื่อแก้ปัญหาพื้นที่ที่ไม่เคยมีมาก่อนในพื้นที่สองตารางกิโลเมตรขณะที่ Ian Robinson จากศูนย์สมุทรศาสตร์เซาแธมป์ตันเซาท์แธมป์ตันจัดการโครงการ Medspiration อธิบาย:“ การกระจายอุณหภูมิพื้นผิวในทะเลเมดิเตอร์เรเนียน เผยให้เห็นเอ็ดดี้เสื้อผ้าและขนนกที่เกี่ยวข้องกับการหมุนเวียนของน้ำ ความละเอียดเท่านี้เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้สามารถติดตามคุณสมบัติเหล่านี้ได้อย่างเหมาะสม”
ผลิตภัณฑ์มหาสมุทรที่เหลือมีจุดประสงค์เพื่อให้ได้ความละเอียดเชิงพื้นที่ที่น่าประทับใจถึงสิบตารางกิโลเมตร ผลลัพธ์โดยรวมจากโครงการ Medspiration ยังป้อนเข้าสู่แผนการที่ท้าทายยิ่งกว่าเดิมเพื่อรวมข้อมูล SST ที่มีอยู่ทั้งหมดเข้ากับผลิตภัณฑ์ที่มีความละเอียดสูงทั่วโลกหรือที่รู้จักในชื่อ Global Ocean Data Assimilation Experiment (GODAE) โครงการนำร่องอุณหภูมิพื้นผิวทะเลความละเอียดสูง PP)
โดยมีจุดประสงค์เพื่อส่งมอบผลิตภัณฑ์ SST ทั่วโลกที่มีความแม่นยำสูงให้กับชุมชนผู้ใช้ด้วยความละเอียดของพื้นที่น้อยกว่าสิบกิโลเมตรทุกหกชั่วโมง
ในฐานะที่เป็นขั้นตอนสำคัญสู่การบรรลุเป้าหมายนี้ ESA ไม่เพียง แต่ริเริ่ม Medspiration ให้เป็นผลงานในยุโรปสำหรับความพยายาม GHRSST-PP โดยรวม แต่หน่วยงานได้ให้เงินสนับสนุนแก่สำนักงานโครงการนานาชาติ GHRSST ซึ่งตั้งอยู่ที่ศูนย์ Hadley สำหรับการพยากรณ์อากาศและการวิจัย of UK Met Office ตั้งอยู่ที่ Exeter
“ Medspiration อยู่ในระดับแนวหน้าของความพยายาม GHRSST-PP และกำลังผลักดันการสาธิตการดำเนินงานของ GHRSST-PP ในฐานะระบบระหว่างประเทศ” Craig Donlon หัวหน้าสำนักงาน GHRSST กล่าว “ GHRSST ได้พัฒนาขึ้นด้วยแนวทางของระบบซึ่งเรียกร้องให้อินเทอร์เฟซที่เสถียรและระบบการจัดการและประมวลผลข้อมูลที่ครอบคลุม
“ Medspiration พร้อมที่จะส่งมอบส่วนประกอบของ GHRSST-PP ในยุโรป ในอีก 12 เดือนข้างหน้า Medspiration จะมีบทบาทพื้นฐานร่วมกับกลุ่มปฏิบัติการอื่น ๆ ในสหรัฐอเมริกาออสเตรเลียและญี่ปุ่นเนื่องจากระบบ GHRSST-PP เริ่มส่งมอบการดำเนินงานของผลิตภัณฑ์ข้อมูล SST รุ่นใหม่สู่ชุมชนผู้ใช้ยุโรปและนานาชาติในใกล้ ตามเวลาจริง”
อุณหภูมิพื้นผิวของมหาสมุทรเป็นคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อการถ่ายเทพลังงานความร้อนโมเมนตัมไอน้ำและก๊าซระหว่างมหาสมุทรและบรรยากาศ
และเนื่องจากน้ำใช้เวลานานในการอุ่นหรือทำให้เย็นลงที่ผิวน้ำทะเลทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บความร้อนขนาดใหญ่: มหาสมุทรสองเมตรบนสุดเท่านั้นที่เก็บพลังงานที่เทียบเท่าในชั้นบรรยากาศ
น่านน้ำทั้งหมดของพวกเขาเก็บสะสมสิ่งนี้ไว้มากกว่าหนึ่งพันเท่า นักอุตุนิยมวิทยาบางครั้งอ้างถึงมหาสมุทรว่าเป็น 'หน่วยความจำ' ของสภาพอากาศของโลกและการวัด SST ในระยะยาวเป็นวิธีที่เชื่อถือได้มากที่สุดในการกำหนดอัตราภาวะโลกร้อน
เช่นเดียวกับเครื่องวัดอุณหภูมิบนท้องฟ้าดาวเทียมหลายดวงที่ใช้วัด SST อย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น Radiometer การสแกนขั้นสูงพร้อมติดตาม (AATSR) บน Envisat ของ ESA ใช้ความยาวคลื่นอินฟาเรดเพื่อให้ได้ SST สำหรับมหาสมุทรตารางกิโลเมตรถึงความแม่นยำ 0.2 องศาเซลเซียส ในความเป็นจริงด้วยความแม่นยำสูง AATSR ช่วยปรับเทียบเซ็นเซอร์อื่น ๆ ที่ใช้งานในโครงการ Medspiration
ดาวเทียมอื่น ๆ อาจลดความแม่นยำหรือความคมชัดลง แต่อาจทำขึ้นด้วยความสามารถไมโครเวฟที่เจาะทะลุเมฆหรือ 'รอยเท้า' ขนาดใหญ่กว่ามาก รวมข้อมูลดาวเทียมที่มีอยู่ทั้งหมดเข้าด้วยกันไหม? พร้อมกับการวัดที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นจากทุ่นและเรือวิจัย - และคุณสามารถตรวจสอบอุณหภูมิประจำวันของมหาสมุทรทั้งหมดครอบคลุม 71% ของพื้นผิวโลก ข้อมูลนี้จะถูกจัดเตรียมเพื่อป้อนเข้าสู่ 'มหาสมุทรเสมือน' ที่เกี่ยวข้องหรือไม่ โมเดลคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยของบทความของแท้
การรวมกันของดาวเทียมและยังมีการสังเกตการณ์ในแหล่งกำเนิดด้วยแบบจำลองเชิงตัวเลข? เทคนิคที่เรียกว่า 'การดูดกลืนข้อมูล' เป็นอันที่ทรงพลังอย่างยิ่ง มันได้ปฏิวัติการพยากรณ์อากาศในชั้นบรรยากาศและตอนนี้กำลังถูกนำไปใช้กับมหาสมุทร
ใกล้เคียงกับข้อมูลการสังเกตแบบเรียลไทม์ทำให้แบบจำลองมหาสมุทรเบี่ยงเบนความสนใจไปจากความเป็นจริงมากเกินไปในขณะที่เอาต์พุตจากแบบจำลองประกอบขึ้นมาเพื่อรองรับช่องว่างใด ๆ ด้วยการเชื่อมต่อที่ขยายใหญ่สุดระหว่างการสังเกตการณ์จริงและแบบจำลองตัวเลขข้อมูลเอาต์พุตสามารถใช้อย่างน่าเชื่อถือสำหรับการปฏิบัติงานเช่นสภาพทะเลและการคาดการณ์ดอกสาหร่ายและการทำนายเส้นทางของการรั่วไหลของน้ำมัน และแบบจำลองเหล่านี้ยังสามารถใช้เพื่อมองลึกลงไปกว่าผิวมหาสมุทร
“ เวลากำลังจะมาถึงสำหรับการตรวจสอบการปฏิบัติงานและการคาดการณ์โครงสร้างมหาสมุทรระดับโลกสามมิติ” Jean-Louis Fellous ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยมหาสมุทรของ IFREMER ของฝรั่งเศสสถาบันวิจัยเพื่อการแสวงหาผลประโยชน์แห่งทะเลของฝรั่งเศสซึ่งเป็นพันธมิตรโครงการ Medspiration “ โครงการเช่น Medspiration เป็นกุญแจสำคัญในความพยายามนี้
“ ด้วยความสามารถที่นำเสนอโดยเซ็นเซอร์ SST ในอวกาศโดยเครื่องวัดระยะสูงจากดาวเทียมและโดย 1,500 โปรไฟล์ลอยการวัดอุณหภูมิและความเค็มในมหาสมุทรลึก? และข้อมูลทั้งหมดนี้จะถูกป้อนเข้าใกล้เวลาจริงของแบบจำลองมหาสมุทรทั่วโลกวิสัยทัศน์นี้กลายเป็นความจริง”
แม้ว่าแผนที่ใหม่ของทะเลเมดิเตอร์เรเนียนจะเป็นก้าวที่สำคัญไปข้างหน้า แต่ Medspiration และ GODAE GHRSST-PP ยังคงอยู่ในระหว่างดำเนินการ ณ จุดนี้
ปัญหาหลักของการติดตาม SST ความละเอียดสูงของทะเลเมดิเตอร์เรเนียนคือการปกคลุมของเมฆ เพื่อชดเชยทีมได้มีการสตรีมข้อมูลแบบเรียลไทม์จากดาวเทียมสี่ดวงแยกกันหรือไม่? สองยุโรปหนึ่งอเมริกันและญี่ปุ่นหนึ่ง ประยุกต์ใช้เป็นเทคนิคที่เรียกว่า "การวิเคราะห์วัตถุประสงค์" ซึ่งจะลดผลกระทบของเมฆโดยย่อค่าต่าง ๆ จากนอกพื้นที่ที่ถูกบดบังหรือจากพื้นที่ที่วัดได้ในบางครั้งก่อนหรือหลังเมฆ
การผสมข้อมูลดาวเทียมเข้าด้วยกันเป็นประจำนั้นเต็มไปด้วยความยากลำบากเนื่องจากโครงสร้างความร้อนของมหาสมุทรตอนบนมีความซับซ้อนอย่างมากและเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันอาจวัดค่าที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังมีความแปรปรวนแบบวันต่อคืนจำนวนมากโดยมีอุณหภูมิกลางวันที่แตกต่างกันไปตามความลึกมากกว่าในช่วงกลางคืน
ส่วนหนึ่งของเป้าหมายของ Medspiration คือการพิจารณารอบวัฏจักรรายวันอย่างเต็มที่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของการดูดกลืนข้อมูลลงในแบบจำลองการพยากรณ์มหาสมุทร
แหล่งที่มาดั้งเดิม: ข่าว ESA
