Giới thiệu: Tại sao dữ liệu về lượng mưa chính xác

Độ mưa, độ mưa, tuyết, mưa đá và mưa đá là một sự điều khiển cơ bản của các mạng lưới nước trên Trái Đất. tuy nhiên, những đo lường này cho thấy sự bao quát không gian hạn chế, đặc biệt là trên đại dương, núi non và những vùng có dân cư dân cư. công nghệ cảm nhận từ xa đã biến đổi bằng cách cung cấp những quan sát lớn, gần như thời gian, từ không gian.

Điều khiển từ xa là gì?

Trong bối cảnh quan sát của trái đất, nó bao gồm các thiết bị mang trên vệ tinh, máy bay hoặc máy bay, đo lường bức xạ điện từ phản chiếu hoặc phát ra từ bề mặt và khí quyển của trái đất, rồi các phép đo đạc này được xử lý để làm tăng các đặc tính vật lý như nhiệt độ, độ ẩm, cấu trúc mây, cường độ mưa.

Loại bộ nhạy chính cho sự tăng lượng

  • Các tín hiệu này tương quan chặt chẽ với cường độ mưa, tạo ra chúng là công cụ chính để đánh giá lượng mưa từ không gian.
  • Cảm biến hoạt động , như radar mưa, phát ra xung năng lượng vi sóng và đo tín hiệu bị nhiễu ngược. Nó cung cấp hồ sơ dọc theo các tầng mưa, bao gồm sự phân biệt giữa mưa và tuyết.
  • Cảm biến ) trên vệ tinh địa tĩnh đo nhiệt độ cao. Trời lạnh, mây cao được liên kết với hệ thống hình ảnh sâu, cho phép các thuật toán dựa trên IR cho phép tỷ lệ tăng tốc độ trước khi say sóng. Trong khi dữ liệu của Bộ Nội Vụ không trực tiếp cung cấp tần số thời gian cao (mỗi 5–15 phút) và quan trọng cho gần thời gian giám sát hệ thống mạng của người dùng.

Bộ sưu tập dữ liệu tăng cường cảm biến từ xa

Độ bão hòa và radar thời tiết ở mặt đất thu được lượng mưa địa phương với độ chính xác cao, nhưng chúng không thể bao phủ toàn bộ toàn bộ trái đất đồng nhất.

  • Các vệ tinh bảo vệ môi trường: có thể quan sát mọi nơi trên trái đất, kể cả đại dương, vùng cực và địa hình núi không thể xâm nhập được.
  • Bảo vệ môi trường:) nhiều vệ tinh làm việc với nhau có thể cung cấp những lần thăm lại.
  • Tính tương đối: thiết bị vệ tinh được điều chỉnh và đánh giá qua các nhiệm vụ, tạo ra những ghi chép dài hạn cần thiết để phát hiện xu hướng và khả năng biến đổi liên quan đến biến đổi khí hậu.
  • Cấu trúc đa dạng:) Các cảm biến hoạt động như bộ cảm biến Dual Preciestency Precition Radar (DPR) trên Hệ thống đo lường độ cao toàn cầu (GPM) cho biết ba chiều không gian về mưa, tiết lộ lớp băng tan, tỷ lệ mưa ở độ cao khác nhau, và cường độ của cơn bão hình thành.

Những nhiệm vụ then chốt và đóng góp

Đo lượng mưa toàn cầu (GPM) Mission

Được khởi động vào năm 2014 với nhiệm vụ chung giữa NASA và Cơ quan Khám phá Không gian Hàng không của Nhật Bản (JAXA), Đài thiên văn GPM chứa đựng một bản đồ tổng hợp gồm các thông tin tổng quát về Phát quang đại số Dual và dữ liệu điện tử GPM và dữ liệu điện tử GPM (GMI). GPM là một thông lệ tham khảo cho các vệ tinh cộng sự quốc tế, cung cấp dự đoán thống nhất về sự phát triển 30 phút trên toàn cầu. Bản báo cáo này cho các nhà sản xuất GMERGERGERGM từ tất cả các kiến trúc từ các đạo cụ có độ phân giải cao đến độ phân giải cao (30 °), trước 30 phút.

TRỞ LẼ (Công việc thăm dò ý chí)

Hoạt động từ năm 1997 đến 2015, TEM làm tiên phong không gian bằng radar nhiệt đới và sóng siêu âm trên các vùng nhiệt đới và dưới chân trời.

Liên kết thực nghiệm:) ) ) [NASA] Dự đoán

Liên kết thực nghiệm:) ) JAXAXA GPM/GCOM-W

Lợi thế của việc cảm nhận từ xa trong việc nghiên cứu chất lượng cao

  • Các vệ tinh không được bảo vệ bằng không gian: ) bao phủ đại dương (70% bề mặt trái đất), vùng đất hẻo lánh và biên giới chính trị khó có thể điều khiển trên mặt đất.
  • Nhiều sản phẩm vệ tinh có sẵn trong vòng vài giờ để quan sát, hỗ trợ thủy sinh học, cảnh báo lũ lụt và phản ứng tai họa.
  • Những ghi chép khí hậu dài ) với xử lý cẩn thận, hồ sơ vệ tinh hiện nay hơn 20 năm, cho phép phân tích theo mùa để giảm khả năng và xu hướng trong việc phun nước cực đoan.
  • Hợp nhất với mô hình thời tiết số: dữ liệu dự báo mưa từ vệ tinh được đồng hóa thành mô hình dự báo thời tiết, tăng độ chính xác dự báo cho các cơn bão và mưa.
  • Cho phép quản lý nguồn nước: Chính xác bản đồ mưa nước lái xe mô hình thủy tinh cho các hoạt động nguồn nước, kế hoạch tưới tiêu và giám sát hạn hán.

Những ứng dụng của dữ liệu tăng cường lượng mưa

Thời tiết thay đổi và định trước

Hệ thống dự báo thời tiết cao cấp của vệ tinh khí hậu phân giải được dùng để cải thiện những dự báo ngắn hạn và cảnh báo lũ lụt, đặc biệt là để dự báo lượng mưa từ khí hậu trong nước (NWP) nơi mà radar trên mặt đất bị phân hủy.

Nghiên cứu khí hậu

Các bộ dữ liệu về mưa nhiệt đới bắt nguồn từ việc cảm biến từ xa là thiết yếu để hợp lệ hóa mô hình khí hậu, nghiên cứu phản ứng chu kỳ của nước đối với sự nóng lên, và theo dõi các sự thay đổi trong các chu kỳ gió mùa, các chu kỳ động tác biến động nhiệt đới.

Nông nghiệp và sự an toàn thực phẩm

Tại nhiều vùng đang phát triển, lượng mưa từ đất ở vùng đất thấp, lượng mưa từ vệ tinh bị hạn chế, khiến nông dân có thể sản xuất loại cây, hệ thống cảnh báo hạn hán sớm (như hệ thống cảnh báo sớm bị đói) và các sản phẩm bảo hiểm cho những người nông dân nhỏ bé.

Quản lý nước và ngành Hy Lạp

Những mô hình dự báo về trận nước lụt đòi hỏi lượng mưa từ xa được phân phối chính xác, và để đánh giá tác động của những biến cố cực đoan như sông băng ở bờ biển phía tây Hoa Kỳ, người ta dùng những mô hình thủy triều để điều chỉnh các mạch nước chảy trong nước.

Những thử thách và giới hạn

Bất kể những lợi thế có thể thay đổi, cảm nhận xa xôi về mưa không phải là không có thử thách.

  • Độ phân giải: bộ cảm biến vi sóng sinh động cung cấp độ phân giải không gian trên thứ tự 10–50 km, có thể quá thô cho ứng dụng cục bộ. Bộ cảm biến hoạt động cao hơn (v. d., GPM DPR) cung cấp dấu chân ~5 km, nhưng việc phân vùng không được bảo vệ chỉ giới hạn trong phạm vi không có khả năng truy cập.
  • Hệ thống vệ tinh xác định và xác định: ước tính cần thiết cân chỉnh nhất quán chống lại sự thật mặt đất (rain, đo đạc, radar mặt đất). Các thang bộ có thể phát sinh từ các thay đổi trong hiệu suất cảm biến, sự trôi dạt quỹ đạo hoặc các giả định thuật toán.
  • Độ phức tạp của thuật toán phục hồi: chuyển đổi quan sát sang sự phóng xạ trong lượng mưa bao gồm mô hình vật lý mà giả định một số kích cỡ thủy tinh phân phối, hình dạng hạt và hồ sơ không khí. Lỗi trong những giả định này có thể dẫn đến sự thiếu ổn định hệ thống.
  • Mưa nhẹ và hiện nay: vi sóng sinh động thu hồi tuyết và mưa rất nhẹ (v. g., drlezzle) vẫn còn thách thức vì tín hiệu yếu và dấu hiệu mơ hồ.
  • Tuy nhiên, các chòm sao vẫn còn tồn tại giữa các cầu vượt vệ tinh, đặc biệt là ở vùng cực và những sự kiện liên tục kết sinh sống.

Hướng đi tương lai trong việc cảm nhận lượng mưa từ xa

Một vài cải tiến ở chân trời hứa hẹn sẽ đẩy các ranh giới của chất lượng mưa và tính hữu ích:

Nhiệm vụ vệ tinh nâng cao

Kế tiếp, các sứ mệnh của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu như được đề xuất bởi NASAJAXA Precition Mission (PMM) theo sau thế hệ Trái Đất (FLTT): sẽ cải thiện các cảm biến trái đất (đám mây, khí quyển, và radar mưa), và sự tăng [FLT: 0] [FLTTTTTTTTTTSATSATSAD] [FAScond Bức xạ] sẽ mang lại những cảm biến mạnh hơn, nhạy cảm hơn với độ nhạy cảm hơn với ánh sáng và tuyết, và thường xuyên xem xét lại.

Hợp nhất giữa việc học hỏi và máy

Việc học tập sâu và kỹ thuật hợp hạch dữ liệu đang được sử dụng để kết hợp các quan sát vệ tinh với các dữ liệu nền tảng của nền tảng của dữ liệu, phân tích lại các sản phẩm, và mô hình độ phân giải cao. Những phương pháp kết hợp này có thể giảm sự thành kiến tái thu hồi và tạo ra các trường dự phòng tại độ phân giải bán kính dưới kính hiển thị trên đất. Ví dụ, hệ thống PERSNIANCCS sử dụng mạng thần kinh để ước tính mưa trên vệ tinh.

Những vệ tinh nhỏ và những sự liên kết

Sự gia tăng của vệ tinh nhỏ giá thấp và khối lập phương cung cấp tiềm năng triển khai các chòm sao dày đặc có thể quan sát sự mưa với độ phân giải rất cao về thời gian (10–15 phút). Các công ty như Planet và Spire đang khám phá vi sóng và radio GNSS để ước lượng lượng lượng lượng lượng lượng lượng lượng lượng lượng lượng lượng lượng lượng lượng lượng lượng thấp.

Name

Việc mở rộng các địa điểm hợp lệ trên mặt đất chất lượng cao, bao gồm các mảng đo lường và mạng lưới đo lượng cao giá thấp, sẽ giúp tinh luyện các thuật toán vệ tinh. [FLT: 0] Phòng thí nghiệm về bão lớn quốc gia chạy chương trình kiểm tra các trường hợp trên mặt đất GPM để thử và cải thiện các mô hình tái tạo.

Kết luận

Cảm nhận từ xa đã thay đổi cơ bản như thế nào các nhà khoa học và các cơ quan hoạt động thu thập, phân tích và sử dụng dữ liệu dự phòng. vệ tinh cung cấp một quan điểm liên tục, toàn cầu rằng không mạng vệ tinh dựa trên mặt đất nào có thể đạt được một mình. trong khi những vấn đề vẫn còn - đặc biệt là việc giải quyết các tính năng tốt, thu thập ánh sáng và lượng mưa rắn vững chắc, và duy trì sự tăng cường trong hàng thập kỷ -- duy trì sự tiến bộ kỹ thuật về cảm biến, sự học tập và những cụm vệ tinh nhỏ có thể đóng cửa liên tục những khoảng cách này. khi những khả năng này, vai trò của việc cảm nhận từ xa trong việc tăng cường dữ liệu cảm biến từ xa sẽ phát triển, cung cấp các công cụ xã hội, cung cấp các nguồn nước, dự đoán về thời tiết và sự hiểu biết về khí hậu và khí hậu cực đoan.

Liên kết thực nghiệm:) ) Không có sản phẩm GPM Page