Ураган Рита, взятый 22 сентября. Изображение предоставлено ЕКА. Нажмите, чтобы увеличить.
Когда ураган Рита вошел в Мексиканский залив, радиолокатор спутника Envisat ЕКА смог пробить сквозь клубящиеся облака, чтобы непосредственно показать, как шторм извергает поверхность моря. Это изображение затем использовалось для определения скорости поля ветра Риты.
Envisat получил это изображение усовершенствованного радиолокатора с синтезированной апертурой (ASAR) в 0344 UTC 22 сентября (23:45 21 сентября в восточном летнем времени США), когда ураган Рита проходил западнее Флориды и Кубы. Изображение было получено в режиме Wide Swath с разрешением 150 метров. Оптический спектрометр Envisat со средним разрешением (MERIS) также используется для наблюдения шторма в дневное время, возвращая данные о структуре облаков и давлении.
На радиолокационном изображении вокруг глаза урагана Рита видны большие волны. ASAR измеряет обратное рассеяние, которое является мерой шероховатости поверхности океана. На базовом уровне яркие области радиолокационного изображения означают более высокое обратное рассеяние из-за шероховатости поверхности. Эта шероховатость сильно зависит от локального поля ветра, так что обратное рассеяние радара может в свою очередь использоваться для измерения ветра.
Таким образом, Центр усовершенствованного дистанционного зондирования юго-восточной тропической зоны в Университете Майами использовал это изображение ASAR для расчета скорости поверхностных полей ветра урагана Рита? показывая максимальные скорости ветра свыше 200 километров в час.
«Наиболее подробная информация о динамике и характеристиках ураганов получена при специальных полетах на самолетах-охотниках за ураганами», - объясняет Ханс Грабер из CSTARS. «Однако эти полетные миссии не всегда могут иметь место. Спутниковое дистанционное зондирование обеспечивает критически важный альтернативный подход.
«Для синоптиков крайне важно получить надежную характеристику размеров глазной стенки и радиусов штормовых штормов и ураганных ветров, чтобы обеспечить качественные прогнозы и предупреждения. Спутниковые наблюдения помогут лучше понять эволюцию и усиление ураганов.
«Радарные изображения проникают сквозь облака и могут легко обнаружить цикл ураганов, заменяющий глаза, которые являются предвестниками дальнейшей интенсификации».
Рита была максимальной пятой категорией по шкале ураганов Саффира-Симпсона, когда было получено изображение ASAR. По мере продвижения на запад через Мексиканский залив оно ослабло до все еще опасной четвертой категории. Ожидается, что Рита высадится на побережье Персидского залива утром 24 сентября.
ERS-2 включается в наблюдения Риты
В тот же день Envisat приобрела снимок Риты в ASAR, а ее родственный космический аппарат ERS-2 также сделал дополнительные наблюдения за лежащими в основе урагана полями ветра с помощью своего радиолокационного скаттерометра.
Этот инструмент работает, выпуская трио высокочастотных радиолокационных лучей вниз к океану, затем анализируя картину обратного рассеяния, отраженную снова. Пульсации ветра на поверхности океана изменяют обратное рассеяние радара, и, поскольку энергия этих пульсаций увеличивается со скоростью ветра, увеличивается и обратное рассеяние. Результаты скаттерометра позволяют измерять не только скорость ветра, но и направление по поверхности воды.
Что делает скатерометр ERS-2 особенно ценным, так это то, что его радиолокационная частота в С-диапазоне практически не зависит от сильного дождя, поэтому он может возвращать полезные данные о ветре даже из самых сильных штормов? и является единственным скаттерометром этого типа в настоящее время на орбите.
Результаты скатерометра ERS-2 для урагана "Рита", представленные здесь, были обработаны Королевским метеорологическим институтом Нидерландов (KNMI). Они также регулярно ассимилируются Европейским центром среднесрочного прогнозирования погоды (ECMWF) в свои усовершенствованные численные модели, используемые для метеорологических прогнозов.
«Данные скаттерометра с платформы ERS-2 обеспечивают высококачественную информацию о ветре в окрестностях тропических циклонов», - говорит Ханс Херсбах из ECMWF. «Для такого урагана, как Рита, сочетание таких наблюдений с данными дропзонд [in-situ] позволяет системе анализа в ЕЦСПП дать улучшенный прогноз».
Другой прибор Envisat, называемый радарным высотомером-2, использует радиолокационные импульсы для измерения высоты поверхности моря (SSH) с точностью до нескольких сантиметров.
Радиолокационная альтиметрия почти в реальном времени является мощным инструментом для мониторинга прогресса урагана и прогнозирования его потенциального воздействия. Это связано с тем, что аномалии в SSH могут использоваться для идентификации более теплых характеристик океана, таких как кольца с теплым сердечником, вихри и течения.
Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) использует результаты Envisat RA-2 вместе с результатами других космических альтиметров для картирования таких областей "теплового потенциала тропических циклонов" (TCHP) и повышения точности прогнозирования урагана "Рита".
Наблюдение за ураганами
Ураган - это, в основном, сильный сильный шторм, сосредоточенный вокруг зоны крайне низкого давления. Сильные приземные ветры низкого уровня и полосы интенсивных осадков объединяют сильные восходящие потоки и отток влажного воздуха на больших высотах с энергией, выделяющейся в виде дождливых гроз.
Envisat несет в себе как оптические, так и радиолокационные приборы, что позволяет исследователям наблюдать за структурой облаков в высокой атмосфере и давлением в видимом и инфракрасном спектре, и в то же время использовать обратное рассеяние радара для измерения шероховатости поверхности моря и, таким образом, получать поля ветра чуть выше Это.
Эти ветры, сходящиеся на глазу шторма низкого давления, в конечном итоге определяют характер спиральных облаков, характерных для урагана.
Дополнительные приборы Envisat могут использоваться для определения температуры теплых океанских вод, которые вызывают штормы во время ежегодного сезона ураганов в Атлантике, наряду с аномалиями высоты моря, связанными с теплыми особенностями верхнего океана.
Источник: ESA News Release
Вот несколько фотографий ураганов.
