170 likes | 545 Views
Temperatura powierzchni morza i dopływ energii słonecznej do Bałtyku na podstawie danych satelitarnych. Katarzyna Bradtke, Marcin Paszkuta , Bożena Wojtasiewicz, Monika Woźniak, Adam Krężel Instytut Oceanografii, Uniwersytet Gdański, Gdynia.
E N D
Temperatura powierzchni morza i dopływ energii słonecznej do Bałtyku na podstawie danych satelitarnych Katarzyna Bradtke, Marcin Paszkuta, Bożena Wojtasiewicz, Monika Woźniak, Adam Krężel Instytut Oceanografii, Uniwersytet Gdański, Gdynia Opracowanie i testowanie zintegrowanego systemu obserwacji zjawisk epizodycznych w Morzu Bałtyckim
Temperatura powierzchni morza • Teledetekcja satelitarna w podczerwieni i przedziale mikrofalowym daje możliwość pomiaru temperatury powierzchniowej warstwy wody. Analiza map rozkładu tak określonej temperatury pozwala na: • ciągłe monitorowanie termiki warstwy powierzchniowej oceanów i mórz • identyfikację stref wynoszenia wód głębinowych (upwellingów) • identyfikację struktur dynamicznych: prądów, wirów, frontów hydrologicznych • śledzenie kierunków i zasięgu rozpływu w morzu wód lądowych
Temperatura powierzchni morza pomiar z poziomu satelitarnego W realizowanym projekcie: Urządzenie: AVHRR, MODIS, SEVIRI … Satelity: NOAA,15, 17 i 18, Aqua, Meteosat …
Temperatura powierzchni morza • 131 pomiarów in situ w okresie od 7.07.2008 – 10.10.2008, 58 do porównania z danymi satelitarnymi • Istnieje bardzo silna, istotna statystycznie korelacja pomiędzy wartościami temperatury mierzonymi in situ i określonymi z poziomu satelitarnego • Wartości temperatury określone z poziomu satelitarnego są generalnie niższe od zmierzonych in situ w zakresie do 18°C i wyższe w wodach cieplejszych. • Źródła rozbieżności: • różnica głębokości pomiaru • różnica skali pomiarów • różnica czasu pomiaru i rejestracji zdjęcia (generalnie różnica nie przekracza 2h, maksymalnie 6h) • dokładność lokalizacji pomiaru (dowiązania danych satelitarnych i rejestracji pozycji pomiaru)
Mapa temperatury powierzchni morza problem mozaikowania wykorzystanie maksymalnej wartości w pikselu ze scen zarejestrowanych w nocy – pozwala na jednoczesną eliminację ewentualnych błędów maskowania chmur (nie wymaskowana chmura = niska temperatura) średnia obcięta - liczona z pominięciem skrajnie wysokich i niskich wartości - poprawia wpływ „hot spotów”, pozostają smugi odpowiadające zachmurzeniu
Mapa temperatury powierzchni morza problem mozaikowania Niepożądane efekty w mozaikach tworzonych metodą uśredniania niepełnych scen
Mapa temperatury powierzchni morza problem mozaikowania • Zależność pomiędzy danymi satelitarnymi i modelowymi dla punktów pomiarowych BlueBox. • Wyniki modelu o rozdzielczości 3 NM z asymilacją danych punktowych i satelitarnych (inne źródło danych niż analizowane sceny AVHRR), głębokość 1 m
Mapa temperatury powierzchni morza problem mozaikowania c.d.
Mapa temperatury powierzchni morza problem mozaikowania – zmienność dobowa
Zjawiska epizodyczneupwelling przybrzeżny • Widoczny w postaci plamy zimnej wody. Do systemu monitoringu konieczna automatyczna metoda klasyfikacji tworząca mapę zasięgu – pracujemy nad wykorzystaniem do tego segmentacji i klasyfikacji obiektowej (OBIA). • Problemy: • rozmyte granice zjawiska • odróżnienie od chmur (cienkie chmury) lub mgły
Zjawiska epizodycznefronty hydrologiczne Rozkład temperatury, mapa zasięgu wód oraz charakterystyka zmian temperatury w strefach frontalnych w rejonie rozpływu wód rzecznych i zalewowych (wynik klasyfikacji nadzorowanej na podstawie analizy gradientów SST)
Dopływ energii słonecznej do powierzchni morza • Wielkość promieniowania określana jest na podstawie spektralnego modelu transmisji promieniowania w atmosferze ziemskiej. Dane wejściowe: • ciśnienie powietrza na poziomie morza - źródło model COAMPS (ICM UW) http://new.meteo.pl/ • prężność pary wodnej na poziomie morza - źródło model COAMPS (ICM UW) • koncentracja ozonu w słupie atmosfery - dane klimatyczne lub informacja satelitarna • aerozolowa grubość optyczna atmosfery - dane satelitarne (AVHRR) • transmisja chmur - dane satelitarne (Meteosat) • Mapy dopływu promieniowania generowane są co 15 minut. Prezentowane dalej przykłady powstały w wyniku całkowania tej informacji w ciągu całej doby.