Измерване на температурата от космоса - Пакет от ресурси

Измерване на температурата на океана от космоса

Измерване на температурата на океана от космоса

Измерване на температурата на океаните

Измерване на температурата на океаните Основни точки от обучението: Температурата на морската повърхност исторически е била измервана от кораби, но тези измервания са твърде малко, за да опишат целия океан. Сега температурата на морската повърхност се измерва от сензори на сателити. Някои сензори измерват температурата с помощта на топлинната инфрачервена част на електромагнитния спектър, други сензори използват микровълновата част на електромагнитния спектър. Сателитните измервания позволяват на учените редовно да събират данни за цялото земно кълбо, за да можем да видим как океанът се променя във времето. Има някои ограничения за събиране на температурата на морската повърхност чрез сателит, тъй като те могат да "видят" само самата повърхност (обвивка) на водата, поради което са необходими и други измервания от шамандури, както и океански модели.

Защо искаме да знаем температурата на морето?

Защо искаме да знаем температурата на морето?

Прогноза за времето

Прогноза за времето : Температурата на морето влияе върху метеорологичните модели. Топлата вода осигурява енергия за бури като урагани и тайфуни. Промяна на климата : Температурата на морето е ключов индикатор за изменението на климата. Докато океанът се затопля, ледът се топи и морското равнище се повишава. Наблюдението на температурата на морето помага да се проследят тези промени, например за прогнозиране на бъдещото време. Въглероден цикъл: Океанът абсорбира много въглероден диоксид (CO 2 ) от атмосферата. По-топлото море съхранява по-малко CO 2 . Разбирането на морската температура помага на учените да предскажат как океанът помага за регулирането на климата. Морски обитател: Много животни, като рибите и коралите, изискват специфични температурни диапазони. Измерването на температурата на морето ни помага да разберем къде могат да живеят. Ако морето стане твърде топло или твърде студено, тези същества могат да бъдат наранени. Свободно време и безопасност : Достатъчно топло ли е морето, за да плувате?

Измерване на температурата на морето

Измерване на температурата на морето В исторически план температурата на морето се измерва с помощта на Термометри от бреговата линия и от Кораби и Шамандури .  През 19 век измерванията се правят чрез изтегляне на водна проба до кораба в дървена или платнена кофа. Те са заменени от специално проектирани изолирани кофи, за да се поддържа температурата на пробата стабилна. От 1930-те години на миналия век измерванията се правят в машинните отделения на корабите, като се използва водата, взета за охлаждане и други цели. От края на 70-те години на миналия век, Измерванията са направени от закотвени и плаващи шамандури, а сензорите са монтирани на корпусите на корабите. Тъй като океаните са много големи, е невъзможно да се направи глобална карта на температурата само с тези показания на термометъра! Днес глобалните температурни карти се правят от измервания, направени от Сензори на Сателити в космоса.  

Анатомия на сателит

Анатомия на сателит Сателити за наблюдение на Земята са сателити, които обикалят около Земята със сензори, проектирани за събиране на изображения и измервания на планетите физика, химия и биология. Тези сателити се предлагат в много форми и размери. Но те имат няколко общи части: Сензори са инструментите, които събират данни за земните процеси или атмосферата

Какво измерват сензорите от космоса?

Какво измерват сензорите от космоса? Сензорите измерват количеството светлина, което се отразява или излъчва от земната повърхност в различни части на земната повърхност. Електромагнитен спектър . Сензорите могат да открият видима светлина ( Дължини можем да виждаме с очите си), но те също така могат да засичат много по-дълги радиовълни, микровълни и инфрачервено лъчение. Измерване на енергията, отразена или излъчвана в тези различни дължини на вълната на Електромагнитен спектър може да разкрие допълнителна информация за земята. Проектът дължина на вълната на вълна е разстоянието между точка на една вълна и същата точка на следващата вълна Дълга дължина на вълната Къса дължина на вълната

Как сателитът измерва температурата?

Как сателитът измерва температурата? Когато измерваме температурата на океана от сателити, виждаме температурата на повърхността (или ' кожа ') на океана. Това се нарича Температура на морската повърхност (SST) . Някои сензори измерват температурата с помощта на Термична инфрачервена светлина част от спектъра. Те имат предимството да имат по-висока разделителна способност, но наблюденията са затъмнени от облаци. Други сензори използват Микровълнова част от електромагнитния спектър. Тези измервания имат по-ниска разделителна способност, но могат да виждат през облаци. Учените могат да комбинират измервания от множество сензори, за да получат пълна картина на глобалния SST.

Защо сателитите са полезен инструмент за измерване на морската температура?

Защо сателитите са полезен инструмент за измерване на морската температура? Океаните са много големи и водата винаги се движи – това ги прави трудни за изучаване! В миналото морските температури в океаните можеха да бъдат измерени само с кораби и шамандури. Тези измервания улавят една точка в пространството и времето Имаше големи пропуски между измерванията Измерванията на кораб отнемат много време и са скъпи Сателитите подобриха способността ни да измерваме SST, като позволиха често и глобално покритие.

Глобални модели на SST

Глобални модели на SST Океанските и атмосферните системи се задвижват от слънчевата радиация от слънцето. Температурата на морската повърхност е по-висока близо до екватора, защото екваторът абсорбира повече слънчева радиация в сравнение с полюсите. Топлината се преразпределя по земното кълбо от ветрове, повърхностни течения и дълбокия поток на термохалинната циркулация. Знаете ли, че водата може да бъде под 0oC в океана, без да се превръща в лед? Това е така, защото солта в морската вода понижава точката си на замръзване. Февруари 2023 Август 2023

Горната карта показва карта на основните океански течения. Долната карта показва средната температура на морската повърхност от 2014-2023 г.

Горната карта показва карта на основните океански течения. Долната карта показва средната температура на морската повърхност от 2014-2023 г. Бихте ли казали, че температурата се влияе от океанските течения? Глобални модели на SST

Да!

Да! Западните страни на океаните Изотерми са изместени към полюсите, тъй като западните гранични течения пренасят топла вода от екваториалните региони Гълфстрийм пренася относително топла вода през Атлантическия океан. Източните гранични течения пренасят вода от високи географски ширини, могат да доведат до по-ниски температури от източните страни на океаните, отколкото бихте очаквали. Изотерма: Линия, начертана на карта или диаграма, свързваща точки с еднаква температура.

Тенденции в температурата на морската повърхност

Тенденции в температурата на морската повърхност Използвайки сателитни наблюдения, можем да наблюдаваме как температурата на морската повърхност се е променила с течение на времето. Средната температура на морската повърхност се е повишила с около 0,6°C през последните 40 години ( 1980 до 2023 г.). За да идентифицираме дългосрочните тенденции в температурата, разглеждаме температурни аномалии – колко дадена дата се различава от дългосрочната средна стойност. Докато има нарастващ тенденция има година за година Променливостта . Това се дължи на мащабни климатични модели като Ел Ниньо Южен Трептене (ENSO). Средногодишни аномалии на температурата на морската повърхност (°C) за 60°S—60°N, спрямо средната стойност за референтния период 1991—2020 г. Източник на данни: ERA5, ESA SST CCI Analysis v3, ERSSTv5 , HadSST.4.0.1.0, HadSST4.0.1.0 . Кредит: C3S/ECMWF . Тези данни са от Службата за изменение на климата на "Коперник", наблюдението на Земята на Европейския съюз Програма . За интерактивни версии на тези сюжети вижте: https://climate.copernicus.eu/climate-indicators/sea-surface-temperature

Тази диаграма показва няколко различни набора от данни, които осигуряват температурата на морската повърхност във времето.

Тази диаграма показва няколко различни набора от данни, които осигуряват температурата на морската повърхност във времето. Можете да видите, че наборът от данни "ESA" – това е този, получен от сателитни наблюдения – е достъпен само от 1980-те години нататък. За по-дълги времеви редове наличните исторически данни се подават в климатичните модели, за да помогнат за запълване на пропуските и подобряване на точността на историческите измервания на температурата на морската повърхност. Тези модели предоставят по-дългосрочен поглед върху това как температурите на морската повърхност са се променили с течение на времето. Защо мислите, че разликите между наборите от данни са по-големи в по-ранните части на записа? Имаше по-малко данни Данните са по-малко точни Всички набори от данни показват, че SST се е увеличил през последните 30 години. Средногодишни аномалии на температурата на морската повърхност (°C) за 60°S—60°N, спрямо средната стойност за референтния период 1991—2020 г. Източник на данни: ERA5, ESA SST CCI Analysis v3, ERSSTv5 , HadSST.4.0.1.0, HadSST4.0.1.0 . Кредит: C3S/ECMWF . За интерактивни версии на тези сюжети вижте: https://climate.copernicus.eu/climate-indicators/sea-surface-temperature

Какво представляват аномалиите и как ги използваме?

Какво представляват аномалиите и как ги използваме? Когато измерваме температурата на океаните, някои дни ще бъдат по-топли, а други по-хладни. Това, което наистина искаме да знаем, е Колко температурата се променя с течение на времето . Ан аномалия Показва колко различно нещо е от това, което е нормално или очаквано. Помага ни да определим дали температурите са по-високи или по-ниски от обикновено. Вместо да се фокусираме върху точните температури (които се променят през цялото време и със сезоните), ние сравняваме всяко измерване с ан. средна температура за това време на годината. Изчислява се чрез намиране на разликата в температурата спрямо "базова стойност" или дългосрочна средна стойност , така например, ако искате да намерите температурната аномалия за определен ден : Аномалия = действителна стойност – дългосрочна средна стойност Например, ако средната температура във вашата класна стая през декември е 20,5 oC, но тази година средната стойност през декември е 18,2 oC, температурната аномалия е -2,3 oC – отрицателна аномалия, толкова по-студена от очакваното!

Регионални различия

Регионални различия Температурите на морската повърхност варират в зависимост от региона. Температурите се повишиха в много части на света, докато на някои места стана по-хладно. Картата показва тенденцията в температурата на морската повърхност между 1993–2023. Най-бързото затопляне се наблюдава в части от Северния ледовит океан, Балтийско море, Черно море и части от Тихия океан На юг от Гренландия и Исландия и тропическата източна част на Тихия океан имат тенденция на охлаждане. Тези модели могат да бъдат свързани с други климатични явления – например охлаждането в източната тропическа част на Тихия океан е свързано с Ла Ниня условия от края на 2020 г. до началото на 2023 г.  Тенденция при годишни аномалии на температурата на морската повърхност (°C/десетилетие) за периода 1993–2023 г. Източник на данни: ESA SST CCI Analysis v3.0. Кредит: ESACCI/EOCIS/UKMCAS и C3S/ECMWF.

Външни ресурси

Външни ресурси Интерактивна визуализация на водите на морската повърхност, температурата и др. https://data.scripps.earth/argoviz/ https://myoceanlearn.marine.copernicus.eu/ Табло за управление, показващо активни argo floats https://www.ocean-ops.org/board?t=argo Climate Pulse - интерактивно уеб приложение, разработено и поддържано от Copernicus Climate Change Service (C3S), предоставя ежедневни диаграми и карти на глобалната температура на въздуха и температурата на морската повърхност и аномалиите https://pulse.climate.copernicus.eu/

Разгледайте времевите редове за температурата на морската повърхност

Разгледайте времевите редове за температурата на морската повърхност Една времеви редове е колекция от измервания, направени на едно и също място по различно време. Може да ни покаже как условията (като температура, соленост, брой организми) се променят с течение на времето. Този вид данни често се използват при изучаване на климата.   Динамичните редове могат да показват: Сезонността – модел, който се повтаря на равни интервали, отразявайки сезонни колебания или повтарящи се цикли. Тенденции – дългосрочно увеличение или намаляване на измерванията Необичайни събития – непредсказуеми неравномерни колебания Екипът на ProBleu е създал времеви редове за температурата на морската повърхност за регионите, показани на тази карта. Можете да намерите динамичните серии в каталога под "Електронни таблици". Примерна времева серия за SST на района на северозападния шелф. Данните са от Инициатива на Европейската космическа агенция (ЕКА) за изменение на климата (CCI) Програма .

Северозападен шелф

Северозападен шелф Какъв е температурният диапазон в този регион? Можете ли да опишете сезонността?   SST времеви серии на района на северозападния шелф. Данните са от Инициатива на Европейската космическа агенция (ЕКА) за изменение на климата (CCI) Програма . Можете да намерите данните, използвани за изготвянето на тази динамична серия, в каталога в "Електронни таблици". Дългосрочен средномесечен КНП на района на Северозападния шелф за периода 2014—2023 г. Данните са от Инициатива на Европейската космическа агенция (ЕКА) за изменение на климата (CCI) Програма .

Балтийско

Балтийско Какъв е температурният диапазон в този регион? Можете ли да опишете сезонността?   Времеви редове на КНП на Балтийския регион. Данните са от Инициатива на Европейската космическа агенция (ЕКА) за изменение на климата (CCI) Програма . Можете да намерите данните, използвани за изготвянето на тази динамична серия, в каталога в "Електронни таблици". Дългосрочен средномесечен КНП на Балтийския регион за периода 2014—2023 г. Данните са от Инициатива на Европейската космическа агенция (ЕКА) за изменение на климата (CCI) Програма .

Иберия Бискайя

Иберия Бискайя Какъв е температурният диапазон в този регион? Можете ли да опишете сезонността?   SST времеви серии на района на Иберия Бискай. Данните са от Инициатива на Европейската космическа агенция (ЕКА) за изменение на климата (CCI) Програма . Можете да намерите данните, използвани за изготвянето на тази динамична серия, в каталога в "Електронни таблици". Дългосрочна средномесечна SST на района на Иберия Бискайска за периода 2014—2023 г. Данните са от Инициатива на Европейската космическа агенция (ЕКА) за изменение на климата (CCI) Програма .

Черно море

Черно море Какъв е температурният диапазон в този регион? Можете ли да опишете сезонността?   Времеви редове на КНП на Черноморския регион. Данните са от Инициатива на Европейската космическа агенция (ЕКА) за изменение на климата (CCI) Програма . Можете да намерите данните, използвани за изготвянето на тази динамична серия, в каталога в "Електронни таблици". Дългосрочна средномесечна КНП на Черно море за периода 2014-2023 г. Данните са от Инициатива на Европейската космическа агенция (ЕКА) за изменение на климата (CCI) Програма .

Западно Средиземноморие

Западно Средиземноморие Какъв е температурният диапазон в този регион? Можете ли да опишете сезонността?   Времеви редове на КНП на района на Западното Средиземноморие. Данните са от Инициатива на Европейската космическа агенция (ЕКА) за изменение на климата (CCI) Програма . Можете да намерите данните, използвани за изготвянето на тази динамична серия, в каталога в "Електронни таблици". Дългосрочна средномесечна КНП на Западното Средиземноморие за периода 2014—2023 г. Данните са от Инициатива на Европейската космическа агенция (ЕКА) за изменение на климата (CCI) Програма .

Източно Средиземноморие

Източно Средиземноморие Какъв е температурният диапазон в този регион? Можете ли да опишете сезонността?   Времеви редове на КНП на района на Източното Средиземноморие. Данните са от Инициатива на Европейската космическа агенция (ЕКА) за изменение на климата (CCI) Програма . Можете да намерите данните, използвани за изготвянето на тази динамична серия, в каталога в "Електронни таблици". Дългосрочна средномесечна КНП на Източното Средиземноморие за периода 2014—2023 г. Данните са от Инициатива на Европейската космическа агенция (ЕКА) за изменение на климата (CCI) Програма .

Динамични серии за температурата на повърхността на Балтийско море

Хронология на температурата на повърхността на Черно море

Динамични редове за температурата на повърхността на Източното Средиземно море

Динамични серии за температурата на морската повърхност на Иберия Бискайя

Времеви серии за температурата на морската повърхност на северозападния шелф

Динамични редове за температурата на повърхността на Западното Средиземно море

Температурен цвят в активност_0

Температурен цвят в активност_1

Температурен цвят в активност_2

Температурен цвят в активност_3

Температурен цвят в активност_4