Měření teploty z vesmíru - Balíček zdrojů

Měření teploty oceánu z vesmíru

Měření teploty oceánu z vesmíru

Měření teploty oceánů

Měření teploty oceánů Klíčové body učení: Teplota povrchu moře byla v minulosti měřena z lodí, ale těchto měření je příliš málo na to, aby popsala celý oceán. Nyní je teplota povrchu moře měřena senzory na satelitech. Některé senzory měří teplotu pomocí tepelné infračervené části elektromagnetického spektra, jiné senzory využívají mikrovlnnou část elektromagnetického spektra. Satelitní měření umožňují vědcům pravidelně sbírat data po celé zeměkouli, abychom mohli sledovat, jak se oceán mění v čase. Sběr teploty povrchu moře pomocí satelitů má určitá omezení, protože mohou "vidět" pouze samotnou hladinu (kůži) vody, což je důvod, proč jsou zapotřebí i další měření z bójí a lodí, stejně jako modely oceánů.

Proč chceme znát teplotu moře?

Proč chceme znát teplotu moře?

Předpověď počasí

Předpověď počasí : Teplota moře ovlivňuje počasí. Teplá voda dodává energii bouřím, jako jsou hurikány a tajfuny. Změna klimatu : Teplota moře je klíčovým ukazatelem změny klimatu. Jak se oceán otepluje, led taje a hladina moře stoupá. Pozorování teploty moře pomáhá sledovat tyto změny, například předpovídat budoucí počasí. Koloběh uhlíku: Oceán absorbuje velké množství oxidu uhličitého (CO 2 ) z atmosféry. Teplejší moře ukládá méně CO 2 . Pochopení teploty moře pomáhá vědcům předpovědět, jak oceán pomáhá regulovat naše klima. Mořský život: Mnoho živočichů, jako jsou ryby a korály, vyžaduje specifické teplotní rozsahy. Měření teploty moře nám pomáhá pochopit, kde mohou žít. Pokud se moře příliš ohřeje nebo příliš ochladí, může to těmto tvorům ublížit. Volný čas a bezpečnost : Je moře dostatečně teplé na koupání?

Měření teploty moře

Měření teploty moře Historicky se teplota moře měřila pomocí Teploměry od pobřeží a od lodě a Bóje .  V 19. století se měření provádělo tak, že se vzorek vody odebíral až k lodi v dřevěném nebo plátěném kbelíku. Ty byly nahrazeny speciálně navrženými izolovanými závěsy, aby byla teplota vzorku stabilní. Od 30. let 20. století se prováděla měření v lodních strojovnách, kde se používala voda odebraná k chlazení a dalším účelům. Od konce 70. let 20. století Měření byla prováděna na kotvících a driftujících bójích a na trupy lodí byly namontovány senzory. Protože oceány jsou velmi velké, je nemožné vytvořit globální mapu teploty pouze s těmito údaji z teploměru! Dnes jsou globální teplotní mapy vytvářeny z měření provedených senzory na satelity ve vesmíru.  

Anatomie satelitu

Anatomie satelitu Družice pro pozorování Země jsou satelity, které obíhají Zemi se senzory navrženými sbírat snímky a měření planet fyziky, chemie a biologie. Tyto satelity se dodávají v mnoha tvarech a velikostech. Mají ale několik společných částí: Senzory jsou přístroje, které shromažďují data o procesech na Zemi nebo o atmosféře

Co měří senzory z vesmíru?

Co měří senzory z vesmíru? Senzory měří množství světla odraženého nebo vyzařovaného od zemského povrchu v různých částech země. Elektromagnetické spektrum . Senzory mohou detekovat viditelné světlo ( vlnové délky můžeme vidět svýma očima), ale mohou detekovat i mnohem delší rádiové vlny, mikrovlny a infračervené záření. Měřením energie odražené nebo vyzařované v těchto různých vlnových délkách na Elektromagnetické spektrum může odhalit další informace o Zemi. Ten vlnová délka vlny je vzdálenost mezi bodem na jedné vlně a stejným bodem na další vlně Dlouhá vlnová délka Krátká vlnová délka

Jak satelit měří teplotu?

Jak satelit měří teplotu? Když měříme teplotu oceánu ze satelitů, vidíme teplotu na povrchu (nebo ' kůže ") oceánu. Tomu se říká Teplota povrchu moře (SST) . Některé senzory měří teplotu pomocí termální infračervené záření části spektra. Ty mají tu výhodu, že mají vyšší rozlišení, ale pozorování jsou zakryta mraky. Jiné senzory používají metodu mikrovlna části elektromagnetického spektra. Tato měření mají nižší rozlišení, ale mohou vidět skrz mraky. Vědci mohou kombinovat měření z více senzorů a získat tak úplný obraz o globálním SST.

Proč jsou satelity užitečným nástrojem pro měření teploty moře?

Proč jsou satelity užitečným nástrojem pro měření teploty moře? Oceány jsou velmi velké a voda se neustále pohybuje – to ztěžuje jejich studium! V minulosti bylo možné teplotu moří v oceánech měřit pouze pomocí lodí a bójí. Tato měření zachycují jediný bod v prostoru a čase Mezi měřeními byly velké mezery Měření na lodi jsou časově náročná a nákladná Satelity zlepšily naši schopnost měřit SST tím, že umožňují časté a globální pokrytí.

Globální vzory SST

Globální vzory SST Oceánské a atmosférické systémy jsou poháněny slunečním zářením ze Slunce. Povrchová teplota moře je v blízkosti rovníku vyšší, protože rovník absorbuje více slunečního záření ve srovnání s póly. Teplo je přerozdělováno po celé zeměkouli větry, povrchovými proudy a hlubokým prouděním v termohalinní cirkulaci. Věděli jste, že voda může mít v oceánu teplotu nižší než 0 °C, aniž by se změnila v led? Je to proto, že sůl v mořské vodě snižuje její bod tuhnutí. Únor 2023 Srpen 2023

Horní mapa ukazuje mapu hlavních oceánských proudů. Spodní mapa ukazuje průměrnou teplotu povrchu moře v letech 2014-2023.

Horní mapa ukazuje mapu hlavních oceánských proudů. Spodní mapa ukazuje průměrnou teplotu povrchu moře v letech 2014-2023. Řekl byste, že teplota je ovlivněna mořskými proudy? Globální vzory SST

Ano!

Ano! Západní strany oceánů izotermy jsou posunuty směrem k pólům, protože západní hraniční proudy přinášejí teplou vodu z rovníkových oblastí Golfský proud transportuje relativně teplou vodu přes Atlantik. Východní hraniční proudy přinášející vodu z vysokých zeměpisných šířek mohou způsobit, že teploty na východních stranách oceánů budou chladnější, než byste čekali. Izoterma: Čára nakreslená na mapě nebo grafu spojující body se stejnou teplotou.

Trendy teploty povrchu moře

Trendy teploty povrchu moře Pomocí satelitních pozorování můžeme sledovat, jak se teplota povrchu moře měnila v průběhu času. Průměrná teplota povrchu moře se za posledních 40 let zvýšila přibližně o 0,6 °C ( 1980 až 2023). Abychom identifikovali dlouhodobé trendy v teplotě, podíváme se na teplotní anomálie – jak moc se dané datum liší od dlouhodobého průměru. Zatímco dochází ke zvýšení trend Meziročně je proměnlivost . To je způsobeno rozsáhlými klimatickými vzorci, jako je El Niño Jižní Oscilace (ENSO). Roční průměrná anomálie teploty povrchu moře (°C) pro 60°J–60°N, ve srovnání s průměrem za referenční období 1991–2020. Zdroj dat: ERA5, ESA SST CCI Analysis v3, ERSSTv5, HadSST.4.0.1.0, HadSST4.0.1.0. Úvěr: C3S/ECMWF . Tyto údaje pocházejí ze služby pro změnu klimatu programu Copernicus, což je služba Evropské unie pro pozorování Země Program . Interaktivní verze těchto grafů naleznete zde: https://climate.copernicus.eu/climate-indicators/sea-surface-temperature

Tento graf ukazuje několik různých datových sad, které poskytují teplotu povrchu moře v průběhu času.

Tento graf ukazuje několik různých datových sad, které poskytují teplotu povrchu moře v průběhu času. Můžete vidět, že datová sada "ESA" – to je ta odvozená ze satelitních pozorování – je k dispozici až od 80. let 20. století. U delších časových řad jsou dostupná historická data přiváděna do klimatických modelů, aby pomohla vyplnit mezery a zlepšit přesnost historických měření teploty povrchu moře. Tyto modely poskytují dlouhodobější pohled na to, jak se povrchové teploty moří měnily v průběhu času. Proč si myslíte, že jsou rozdíly mezi datovými sadami větší v dřívějších částech záznamu? Bylo méně dat Údaje byly méně přesné Všechny datové sady ukazují, že SST se za posledních 30 let zvýšil. Roční průměrná anomálie teploty povrchu moře (°C) pro 60°J–60°N, ve srovnání s průměrem za referenční období 1991–2020. Zdroj dat: ERA5, ESA SST CCI Analysis v3, ERSSTv5, HadSST.4.0.1.0, HadSST4.0.1.0. Úvěr: C3S/ECMWF . Interaktivní verze těchto grafů naleznete zde: https://climate.copernicus.eu/climate-indicators/sea-surface-temperature

Co jsou anomálie a jak je používáme?

Co jsou anomálie a jak je používáme? Když měříme teplotu oceánů, některé dny budou teplejší a některé dny chladnější. To, co opravdu chceme vědět, je jak moc se teplota mění v čase . Jakýsi anomálie ukazuje jak se liší něco je z toho, co je normální nebo očekávané. Pomáhá nám zjistit, zda jsou teploty vyšší nebo nižší než obvykle. Místo toho, abychom se zaměřili na přesné teploty (které se mění po celou dobu a s ročním obdobím), porovnáváme každé měření s jakýsi průměrná teplota pro toto roční období. Vypočítá se zjištěním rozdílu teplot ve vztahu k "výchozímu" nebo dlouhodobému průměru , takže pokud byste například chtěli najít teplotní anomálii pro konkrétní den : Anomálie = skutečná hodnota – dlouhodobý průměr Pokud je například průměrná teplota ve vaší třídě v prosinci 20,5 oC, ale letos je průměrná teplota v prosinci 18,2 oC, teplotní anomálie je -2,3 oC – negativní anomálie, takže chladnější, než se očekávalo!

Regionální rozdíly

Regionální rozdíly Povrchové teploty moře se regionálně liší. V mnoha částech světa se zvýšily teploty, zatímco na některých místech se ochladilo. Mapa ukazuje trend teploty povrchu moře mezi 1993–2023. Nejrychlejší oteplování bylo pozorováno v částech Severního ledového oceánu, Baltského moře, Černého moře a částech Tichého oceánu Jih Grónska a Islandu a tropický východní Pacifik mají trend ochlazování. Tyto vzorce mohou souviset s dalšími klimatickými jevy – například ochlazení ve východním tropickém Pacifiku souvisí s La Niña Podmínky od konce roku 2020 do začátku roku 2023  Trend roční anomálie teploty povrchu moře (°C/desetiletí) za období 1993–2023. Zdroj dat: ESA SST CCI Analysis v3.0. Úvěr: ESACCI/EOCIS/UKMCAS a C3S/ECMWF.

Externí zdroje

Externí zdroje Interaktivní vizualizace mořských proudů, teploty a dalších - https://data.scripps.earth/argoviz/ https://myoceanlearn.marine.copernicus.eu/ Dashboard zobrazující aktivní argo floaty https://www.ocean-ops.org/board?t=argo Climate Pulse - interaktivní webová aplikace vyvinutá a spravovaná službou Copernicus Climate Change Service (C3S) poskytuje denní grafy a mapy globální povrchové teploty vzduchu a teploty povrchu moře a anomálií https://pulse.climate.copernicus.eu/

Prozkoumejte časovou řadu Teplota povrchu moře

Prozkoumejte časovou řadu Teplota povrchu moře A Časová řada je soubor měření provedených na stejném místě v různých časech. Může nám ukázat, jak se podmínky (jako je teplota, salinita, počet organismů) mění v čase. Tento druh dat se často používá při studiu klimatu.   Časové řady mohou ukazovat: Sezónnost – vzorec, který se opakuje v pravidelných intervalech a odráží sezónní změny nebo opakující se cykly. Trendy – dlouhodobé zvýšení nebo snížení měření Neobvyklé události – nepředvídatelné nepravidelné kolísání Tým ProBleu vytvořil časové řady teplot povrchu moře pro oblasti zobrazené na této mapě. Časové řady naleznete v katalogu v sekci "Tabulky". Příklad časové řady SST oblasti Severozápadního šelfu moře. Data pocházejí z databáze Iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) v oblasti změny klimatu (CCI) Program .

Severozápadní šelf

Severozápadní šelf Jaký je teplotní rozsah v této oblasti? Můžete popsat sezónnost?   Časová řada SST oblasti Severozápadního šelfu moře. Data pocházejí z databáze Iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) v oblasti změny klimatu (CCI) Program . Údaje použité pro vytvoření této časové řady naleznete v katalogu v sekci "Tabulky". Dlouhodobý měsíční průměr SST v oblasti Severozápadního šelfu moře za období 2014-2023. Data pocházejí z databáze Iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) v oblasti změny klimatu (CCI) Program .

Baltský

Baltský Jaký je teplotní rozsah v této oblasti? Můžete popsat sezónnost?   Časová řada SST oblasti Baltského moře. Data pocházejí z databáze Iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) v oblasti změny klimatu (CCI) Program . Údaje použité pro vytvoření této časové řady naleznete v katalogu v sekci "Tabulky". Dlouhodobý měsíční průměr SST v pobaltské oblasti za období 2014-2023. Data pocházejí z databáze Iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) v oblasti změny klimatu (CCI) Program .

Ibérie Biskaj

Ibérie Biskaj Jaký je teplotní rozsah v této oblasti? Můžete popsat sezónnost?   Časová řada SST oblasti Ibérie Biskajska. Data pocházejí z databáze Iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) v oblasti změny klimatu (CCI) Program . Údaje použité pro vytvoření této časové řady naleznete v katalogu v sekci "Tabulky". Dlouhodobý měsíční průměr SST v oblasti Iberia Biscay za období 2014-2023. Data pocházejí z databáze Iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) v oblasti změny klimatu (CCI) Program .

Černé moře

Černé moře Jaký je teplotní rozsah v této oblasti? Můžete popsat sezónnost?   Časová řada SST oblasti Černého moře. Data pocházejí z databáze Iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) v oblasti změny klimatu (CCI) Program . Údaje použité pro vytvoření této časové řady naleznete v katalogu v sekci "Tabulky". Dlouhodobý měsíční průměr SST v Černém moři za období 2014-2023. Data pocházejí z databáze Iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) v oblasti změny klimatu (CCI) Program .

Západní Středomoří

Západní Středomoří Jaký je teplotní rozsah v této oblasti? Můžete popsat sezónnost?   Časová řada SST oblasti západního Středomoří. Data pocházejí z databáze Iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) v oblasti změny klimatu (CCI) Program . Údaje použité pro vytvoření této časové řady naleznete v katalogu v sekci "Tabulky". Dlouhodobý měsíční průměr SST v západním Středomoří za období 2014–2023. Data pocházejí z databáze Iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) v oblasti změny klimatu (CCI) Program .

Východní Středomoří

Východní Středomoří Jaký je teplotní rozsah v této oblasti? Můžete popsat sezónnost?   Časová řada SST oblasti východního Středomoří. Data pocházejí z databáze Iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) v oblasti změny klimatu (CCI) Program . Údaje použité pro vytvoření této časové řady naleznete v katalogu v sekci "Tabulky". Dlouhodobý měsíční průměr SST ve východním Středomoří za období 2014–2023. Data pocházejí z databáze Iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) v oblasti změny klimatu (CCI) Program .

Časová řada teplot povrchu Baltského moře

Časová řada teplot povrchu moře v Černém moři

Časová řada teplot povrchové teploty moře ve východním Středomoří

Časová řada teplot povrchu moře v Iberii Biskajsko

Časová řada teplot povrchu moře na severozápadním šelfu

Časová řada teplot povrchu moře v západním Středomoří

Teplota barva v aktivitě_0

Teplota barva v aktivitě_1

Teplota barva v aktivitě_2

Teplota barva v aktivitě_3

Teplota barva v aktivitě_4