Badai adalah salah satu kekuatan alam yang hanya dapat sepenuhnya ditangkap oleh citra satelit. Untuk Badai Frances, yang saat ini bergemuruh ke pantai Amerika Serikat, ESA's Envisat menjadi lebih baik, mengintip melalui badai dari atas ke bawah, bahkan membantu 'melihat' di bawah ombak untuk memetakan pasukan tersembunyi yang menyalakan badai.
Ketika angin 235-km-per-jam-nya melewati Bahama, Frances menuju pendaratan di pantai Florida pada hari Sabtu, dan tiga perempat juta orang Amerika sedang dalam proses evakuasi rumah mereka. Menunggu dan menonton Frances mungkin bunuh diri bagi manusia, tetapi pengamat berbasis ruang seperti Envisat mengamati jalannya tanpa bahaya.
"Karena kemampuan multi-sensor Envisat, kita dapat mengiris menembus badai hanya dengan satu satelit," jelas Jos? Achache, Direktur ESA untuk Program Pengamatan Bumi.
"Secara efektif Frances dipisahkan oleh para ahli meteorologi untuk dipelajari. Data yang dikembalikan oleh Envisat termasuk struktur awan dan ketinggian di bagian atas badai, angin dan gelombang di bagian bawah, suhu permukaan laut dan bahkan anomali ketinggian laut yang mengindikasikan kondisi termal lautan atas yang memengaruhi intensitasnya. ”
Proses penting terjadi pada berbagai ketinggian dan lokasi di sepanjang badai - pada dasarnya badai besar yang kuat berpusat di sekitar zona dengan tekanan rendah ekstrem.
Angin permukaan tingkat rendah yang kuat dan gelombang curah hujan yang kuat bergabung dengan arus udara yang kuat dan arus keluar dari udara lembab di ketinggian yang lebih tinggi, dengan energi yang dilepaskan sebagai badai petir hujan. Sampai sekarang, satu-satunya sumber yang dapat diandalkan untuk pengukuran resolusi tinggi di ketinggian yang berbeda adalah dari pesawat terbang langsung melalui badai.
Envisat membawa instrumen optik dan radar, memungkinkan para peneliti untuk mengamati struktur dan tekanan awan atmosfer-tinggi dalam spektrum yang terlihat dan inframerah, sementara pada saat yang sama menggunakan penghambur balik radar untuk mengukur kekasaran permukaan laut dan menurunkan medan angin hanya di atas Itu.
Angin-angin yang berhimpun pada mata badai yang bertekanan rendah itulah yang akhirnya menentukan pola awan spiral yang merupakan ciri khas badai.
Para ilmuwan berbasis di Florida telah mulai mengambil keuntungan dari kombinasi instrumen pesawat ruang angkasa tunggal yang unik ini? Spektrometer Pencitraan Resolusi Sedang (MERIS) dan Radar Bukaan Sintetis Canggih (ASAR)? sebagai musim badai masuk ke ayunan penuh.
Stasiun ground Pusat Penginderaan Jauh Tropis Tingkat Lanjut Tenggara (CSTARS) dari University of Miami memiliki perjanjian untuk memperoleh data ASAR dan MERIS langsung dari Envisat, dengan data pencar angin meter ERS-2 akan segera menyusul dalam waktu dekat. Akses mereka ke data Envisat telah datang tepat saat badai kedua dalam waktu kurang dari sebulan menuju pantai Florida.
"Dengan MERIS dan ASAR, Envisat dapat mencitrakan samudera dan atmosfer secara bersamaan, yang merupakan kemampuan yang sangat berguna selama musim angin topan," kata Hans Graber, Profesor Fisika Kelautan Terapan di University of Miami dan Co-Direktur CSTARS.
Sementara MERIS mengembalikan detail pada awan yang berputar-putar di bagian atas badai, ASAR menembus menembus awan untuk menunjukkan wajah laut yang terbawa angin di bawah badai.
"Khususnya dalam hal Frances, mata angin topan tampaknya banyak berguling sekarang dari atas awan, terlihat sangat tidak stabil, informasi dari gambar ASAR harus membantu melokalisasi ukuran dan posisinya di laut," Graber kata. “Dan ladang angin di sekitar dinding mata dapat berasal dari data ASAR? saat ini yang harus kita lakukan hanyalah pengukuran dari pesawat pemburu badai yang terbang menembus badai. ”
Akuisisi MERIS dan ASAR secara bersamaan direncanakan untuk hari Jumat oleh CSTARS, bahkan ketika badai semakin mendekati perkiraan pendaratan keesokan paginya.
“Aktivitas kami saat ini adalah di sepanjang garis penggeledahan? kami sedang menyelidiki bagaimana ini dapat digunakan, "tambah Graber. “Tujuan akhir kami adalah membuat ini bekerja secara operasional selama musim badai. Kami memiliki kesepakatan untuk menggunakan data radar dari Badan Antariksa Kanada, dan juga memiliki akses ke sumber daya satelit lainnya untuk cakupan temporal tinggi di wilayah yang terkena dampak.
"Potensi ada di sana untuk mengekstrak sejumlah besar informasi berguna yang dapat membantu Pusat Badai Nasional AS meningkatkan akurasi prediksi badai mereka dan mengurangi bahaya bagi publik."
Instrumen lain di atas kapal Envisat digunakan untuk mengukur suhu Frances, baik di permukaan laut maupun di ketinggian awan yang menjulang tinggi.
Suhu air adalah sumber energi utama yang melandasi yang menggerakkan Frances; bersama dengan kondisi atmosfer yang benar, mereka harus melebihi 26? C untuk membentuk dan memelihara siklon tropis. Radiasi Pemindaian Lanjutan Sepanjang Jejak Envisat (AATSR) bekerja seperti termometer berbasis-ruang, memperoleh suhu permukaan laut hingga sepersekian derajat.
Sementara itu AATSR juga mengembalikan data atmosfer yang berguna, mengukur suhu puncak awan badai? semakin tinggi ke atmosfer yang mereka kembangkan, semakin dingin mereka - dan juga menurunkan kandungan es mereka.
"Kami menghasilkan gabungan suhu permukaan laut AATSR dan citra suhu puncak awan, yang menunjukkan suhu permukaan laut setinggi 29? C di daerah itu," kata Carsten Brockmann dari Brockmann Consult, sebuah perusahaan Jerman yang memproses badai MERIS dan AATSR citra. "Kombinasi dua sensor ini memberikan banyak informasi kepada para ahli meteorologi untuk membantu mereka memahami dinamika angin topan dan memprediksi perkembangannya dengan lebih baik."
Informasi AATSR dapat dikorelasikan dengan tinggi dan pengembangan cloud data MERIS untuk mendapatkan perkiraan yang baik tentang potensi curah hujan badai, dan meningkatkan pemahaman tentang bagaimana ini berhubungan dengan intensitas keseluruhannya. Kondensasi uap air melepaskan panas laten, yang menghangatkan sekitar mata badai. Ini pada gilirannya menguapkan lebih banyak air permukaan dan memberi makan mesin panas menyalakan badai.
Mempelajari kedalaman tersembunyi yang memicu badai
Energi panas dari air hangat, yang sebagian menggerakkan badai, dikenal sebagai potensi panas siklon tropis (TCHP).
Fitur samudera, seperti cincin inti hangat, pusaran, dan Gulf Stream, mewakili sumber peningkatan fluks panas ke atmosfer yang dapat menyebabkan penguatan siklon tropis, seperti angin topan.
Air hangat dapat mencapai setidaknya 100 meter di bawah permukaan di banyak fitur samudera ini, mewakili air dengan kandungan panas yang sangat tinggi. Beberapa badai telah meningkat ketika jejak mereka melewati pusaran air atau massa air hangat lainnya dengan nilai TCHP yang tinggi.
Sebagai contoh, pada 1995 Badai Opal tiba-tiba meningkat di Teluk Meksiko setelah melewati cincin hangat dengan nilai TCHP hingga enam kali lipat ambang batas untuk mempertahankan topan tropis.
Sebelumnya, para peneliti menggunakan suhu permukaan laut saja untuk memperkirakan peran kondisi termal laut bagian atas pada intensifikasi badai. Masalah dengan hal ini adalah bahwa suhu permukaan laut yang diukur oleh AATSR atau instrumen satelit yang sebanding mungkin tidak dengan sendirinya menunjukkan fitur-fitur laut atas yang hangat ini, terutama selama bulan-bulan musim panas di daerah tropis.
Di masa lalu fitur-fitur laut bagian atas ini tidak terlihat oleh sensor suhu berbasis satelit karena mereka secara efektif disamarkan di bawah lapisan air hangat yang sangat dangkal dan stabil.
Kekuatan angin siklon tropis dengan mudah mengikis lapisan atas yang tipis ini dengan mencampurkan perairan bagian atas ke kedalaman yang mungkin turun hingga 100 meter, memberikan siklon tropis potensi untuk menyerap energi panas lautan, jika kondisinya sesuai. Sekarang, perkiraan TCHP berdasarkan pengamatan satelit terhadap suhu permukaan laut dan ketinggian permukaan laut dapat mendeteksi fitur-fitur ini.
Peneliti Gustavo Goni, Joaquin Trinanes dan Peter Black dari Laboratorium Oseanografi dan Meteorologi Atlantik Nasional dan Atmosfer Administrasi AS (NOAA / AOML) sedang mengerjakan metodologi asli ini untuk mendeteksi massa air hangat ini dan menghitung nilai potensi panas siklon tropis mereka menggunakan beberapa sensor satelit termasuk satu di Envisat.
"Fitur air ini sangat penting untuk mengidentifikasi daerah dengan nilai TCHP tinggi yang berpotensi berkontribusi pada intensifikasi badai," jelas Goni. “Wilayah dengan nilai TCHP tinggi ini memberikan kesempatan pada badai untuk menyerap lebih banyak energi panas jika kondisi keseluruhan benar. Penelitian saya mengambil keuntungan dari fakta bahwa massa air hangat ini menyebabkan peningkatan ketinggian laut hingga 30 cm. Anomali ketinggian laut seperti itu kemudian dapat dipetakan dengan data altimeter radar berbasis-ruang. ”
Altimeter Radar, seperti instrumen Radar Altimeter-2 pada Envisat, menembakkan ratusan pulsa radar ke Bumi setiap detik, dan dengan mengatur waktu pengembaliannya dalam nanosecond dapat mengukur ketinggian laut hingga akurasi maksimum dua sentimeter dari ratusan kilometer di atas permukaan bumi. Bumi.
US Naval Research Laboratory (NRL) menggabungkan data Envisat RA-2 dengan data dari altimeter radar serupa di atas satelit Jason-1 dan GFO untuk meningkatkan akurasi keseluruhan dan cakupan spasial dan temporal, membentuk sumber untuk produk altimetri yang, pada gilirannya, membentuk dasar untuk peta potensi panas siklon tropis yang dihasilkan NOAA / AOML yang menggambarkan kondisi termal laut bagian atas, yang ditunjukkan di sini, dilapiskan terhadap jalur Badai Frances sejauh ini.
“Saat ini saya menggunakan produk ini hanya untuk tujuan penelitian, memberikan pemahaman yang lebih baik tentang kehidupan badai. Namun, produk analog sedang diproduksi dan digunakan secara operasional untuk perkiraan oleh National Hurricane Center ”, Goni menyimpulkan.
Produk kecepatan angin dan ketinggian gelombang berbasis altimetri juga didistribusikan oleh perusahaan Prancis Collecte Localization Satellites (CLS), dan dapat mengungkapkan fitur permukaan laut terkait dengan kehadiran badai.
Envisat hasil yang akan diungkapkan
Diluncurkan pada bulan Maret 2002, satelit Envisat ESA adalah sarana yang sangat kuat untuk memantau keadaan dunia kita dan dampak aktivitas manusia terhadapnya. Envisat membawa sepuluh instrumen canggih untuk mengamati dan memantau atmosfer, daratan, lautan, dan lapisan es Bumi, menjaga kontinuitas dengan misi ERS Badan yang dimulai pada tahun 1991.
Setelah dua setengah tahun di orbit, lebih dari 700 ilmuwan dari 50 negara akan bertemu pada simposium khusus di Salzburg di Austria untuk meninjau dan membahas hasil awal dari satelit, dan mempresentasikan kegiatan penelitian mereka sendiri berdasarkan data Envisat.
Mulai hari Senin, Simposium Envisat akan membahas hampir semua bidang ilmu bumi, termasuk kimia atmosfer, studi pantai, radar dan interferometri, angin dan ombak, vegetasi dan pertanian, tanah longsor, risiko alami, polusi udara, warna laut, tumpahan minyak, dan es .
Ada lebih dari 650 makalah yang dipresentasikan di Simposium, yang dipilih oleh peer review. Presentasi akan mencakup hasil pada tumpahan minyak Prestige, kebakaran hutan tahun lalu di Portugal, banjir Elbe pada tahun 2002, evolusi lubang ozon Antartika, gempa bumi Bam dan polusi di Eropa.
Sejumlah demonstrasi direncanakan selama seminggu di area Pameran ESA. Pameran konsorsium industri mengenai inisiatif bersama ESA-Komisi Eropa untuk Pengawasan Lingkungan dan Keamanan (GMES) juga direncanakan.
Sumber Asli: Siaran Berita ESA
