Temperaturmessung aus dem Weltraum - Ressourcen-Bundle

Messung der Meerestemperatur aus dem All

Messung der Meerestemperatur aus dem All

Messung der Temperatur der Ozeane

Messung der Temperatur der Ozeane Wichtige Lernpunkte: Die Meeresoberflächentemperatur wurde in der Vergangenheit von Schiffen aus gemessen, aber diese Messungen sind zu wenige, um den gesamten Ozean zu beschreiben. Jetzt wird die Temperatur der Meeresoberfläche mit Sensoren auf Satelliten gemessen. Einige Sensoren messen die Temperatur anhand des thermischen Infrarotanteils des elektromagnetischen Spektrums, andere Sensoren verwenden den Mikrowellenanteil des elektromagnetischen Spektrums. Satellitenmessungen ermöglichen es Wissenschaftlern, regelmäßig Daten über den gesamten Globus zu sammeln, um zu sehen, wie sich der Ozean im Laufe der Zeit verändert. Es gibt einige Einschränkungen bei der Erfassung der Meeresoberflächentemperatur per Satellit, da sie nur die Oberfläche (Haut) des Wassers "sehen" können, weshalb auch andere Messungen von Bojen und Schiffen sowie Ozeanmodelle erforderlich sind.

Warum wollen wir die Temperatur des Meeres wissen?

Warum wollen wir die Temperatur des Meeres wissen?

Wettervorhersage

Wettervorhersage : Die Meerestemperatur beeinflusst das Wettergeschehen. Warmes Wasser versorgt Stürme wie Hurrikane und Taifune mit Energie. Klimaveränderung : Die Meerestemperatur ist ein Schlüsselindikator für den Klimawandel. Wenn sich der Ozean erwärmt, schmilzt das Eis und der Meeresspiegel steigt. Die Beobachtung der Meerestemperatur hilft, diese Veränderungen zu verfolgen, zum Beispiel um zukünftiges Wetter vorherzusagen. Kohlenstoffkreislauf: Der Ozean nimmt viel Kohlendioxid (CO 2 ) aus der Atmosphäre. Ein wärmeres Meer speichert weniger CO 2 . Das Verständnis der Meerestemperatur hilft Wissenschaftlern vorherzusagen, wie der Ozean zur Regulierung unseres Klimas beiträgt. Meereslebewesen: Viele Tiere, wie Fische und Korallen, benötigen bestimmte Temperaturbereiche. Die Messung der Meerestemperatur hilft uns zu verstehen, wo sie leben können. Wenn das Meer zu warm oder zu kalt wird, können diese Lebewesen Schaden nehmen. Freizeit und Sicherheit : Ist das Meer warm genug, um darin zu schwimmen?

Messung der Temperatur des Meeres

Messung der Temperatur des Meeres In der Vergangenheit wurde die Meerestemperatur mit Hilfe von Thermometer von den Küsten und von Schiffe und bojen .  Im 19. Jahrhundert wurden Messungen durchgeführt, indem eine Wasserprobe in einem Holz- oder Segeltucheimer bis zum Schiff gezogen wurde. Diese wurden durch speziell entwickelte isolierte Eimer ersetzt, um die Temperatur der Probe stabil zu halten. Ab den 1930er Jahren wurden Messungen in Maschinenräumen von Schiffen durchgeführt, wobei das angesaugte Wasser unter anderem zur Kühlung verwendet wurde. Seit den späten 1970er Jahren Messungen wurden an vertäuten und treibenden Bojen durchgeführt und Sensoren an den Rümpfen von Schiffen angebracht. Da die Ozeane sehr groß sind, ist es unmöglich, mit diesen Thermometerwerten allein eine globale Karte der Temperatur zu erstellen! Heute werden globale Temperaturkarten aus Messungen erstellt, die von Sensoren auf Satelliten im Weltraum.  

Anatomie eines Satelliten

Anatomie eines Satelliten Erdbeobachtungssatelliten sind Satelliten, die die Erde umkreisen und deren Sensoren Bilder und Messungen der Planeten zu sammeln Physik, Chemie und Biologie. Diese Satelliten gibt es in vielen Formen und Größen. Aber sie haben ein paar Teile gemeinsam: Sensoren sind die Instrumente, die Daten über die Prozesse auf der Erde oder die Atmosphäre sammeln

Was messen Sensoren aus dem All?

Was messen Sensoren aus dem All? Sensoren messen die Menge an Licht, die von der Erdoberfläche in verschiedenen Teilen der Erdoberfläche reflektiert oder abgegeben wird. Elektromagnetisches Spektrum . Sensoren können sichtbares Licht (die Wellenlängen Wir können mit unseren Augen sehen), aber sie können auch viel längere Radiowellen, Mikrowellen und Infrarotstrahlung erfassen. Messung der Energie, die in diesen verschiedenen Wellenlängen reflektiert oder emittiert wird, Elektromagnetisches Spektrum können zusätzliche Informationen über die Erde preisgeben. Das Wellenlänge einer Welle ist der Abstand zwischen einem Punkt auf einer Welle und demselben Punkt auf der nächsten Welle Lange Wellenlänge Kurze Wellenlänge

Wie misst ein Satellit die Temperatur?

Wie misst ein Satellit die Temperatur? Wenn wir die Meerestemperatur von Satelliten aus messen, sehen wir die Temperatur an der Oberfläche (oder " Haut ') des Ozeans. Dies wird als Meeresoberflächentemperatur (SST) . Einige Sensoren messen die Temperatur mit dem Thermisches Infrarot Teil des Spektrums. Diese haben den Vorteil, dass sie eine höhere Auflösung haben, aber die Beobachtungen werden durch Wolken verdeckt. Andere Sensoren verwenden die Mikrowelle Teil des elektromagnetischen Spektrums. Diese Messungen haben eine geringere Auflösung, können aber durch Wolken hindurchsehen. Wissenschaftler können Messungen von mehreren Sensoren kombinieren, um ein vollständiges Bild der globalen SST zu erhalten.

Warum sind Satelliten ein nützliches Werkzeug zur Messung der Meerestemperatur?

Warum sind Satelliten ein nützliches Werkzeug zur Messung der Meerestemperatur? Die Ozeane sind sehr groß und das Wasser ist ständig in Bewegung – das macht es schwierig, sie zu untersuchen! In der Vergangenheit konnten die Meerestemperaturen in den Ozeanen nur mit Schiffen und Bojen gemessen werden. Diese Messungen erfassen einen einzelnen Punkt in Raum und Zeit Zwischen den Messungen gab es große Lücken Messungen auf dem Schiff sind zeit- und kostenintensiv Satelliten haben unsere Fähigkeit zur Messung der SST verbessert, indem sie eine häufige und globale Abdeckung ermöglichen.

Globale SST-Muster

Globale SST-Muster Die Ozean- und Atmosphärensysteme werden von der Sonnenstrahlung angetrieben. Die Meeresoberflächentemperatur ist in der Nähe des Äquators höher, weil der Äquator im Vergleich zu den Polen mehr Sonnenstrahlung absorbiert. Die Wärme wird durch Winde, Oberflächenströmungen und die tiefe Strömung in der thermohalinen Zirkulation rund um den Globus umverteilt. Wussten Sie, dass das Wasser im Ozean unter 0 °C liegen kann, ohne sich in Eis zu verwandeln? Das liegt daran, dass das Salz im Meerwasser seinen Gefrierpunkt senkt. Februar 2023 August 2023

Die obere Karte zeigt eine Karte der wichtigsten Meeresströmungen. Die untere Karte zeigt die durchschnittliche Meeresoberflächentemperatur von 2014-2023.

Die obere Karte zeigt eine Karte der wichtigsten Meeresströmungen. Die untere Karte zeigt die durchschnittliche Meeresoberflächentemperatur von 2014-2023. Würden Sie sagen, dass die Temperatur von den Meeresströmungen beeinflusst wird? Globale SST-Muster

Ja!

Ja! Westseiten der Ozeane, die Isothermen werden in Richtung der Pole verschoben, da die westlichen Randströme warmes Wasser aus Äquatorregionen transportieren Der Golfstrom transportiert relativ warmes Wasser über den Atlantik. Östliche Randströmungen, die Wasser aus hohen Breiten mit sich führen, können dazu führen, dass die Temperaturen an den östlichen Seiten der Ozeane kühler sind, als man erwarten würde. Isotherme: Eine Linie, die auf einer Karte oder einem Diagramm gezeichnet wird und Punkte mit derselben Temperatur verbindet.

Trends der Meeresoberflächentemperatur

Trends der Meeresoberflächentemperatur Mit Hilfe von Satellitenbeobachtungen können wir verfolgen, wie sich die Temperatur der Meeresoberfläche im Laufe der Zeit verändert hat. Die durchschnittliche Meeresoberflächentemperatur ist in den letzten 40 Jahren um etwa 0,6 °C gestiegen ( 1980 bis 2023). Um langfristige Temperaturtrends zu identifizieren, betrachten wir die Temperaturanomalien – wie stark ein bestimmtes Datum vom langfristigen Durchschnitt abweicht. Zwar gibt es eine zunehmende Trend Es gibt von Jahr zu Jahr Veränderlichkeit . Dies ist auf großräumige Klimamuster wie die El Niño Südlich Schwingung (ENSO). Jährliche mittlere Anomalien der Meeresoberflächentemperatur (°C) für 60°S–60°N, relativ zum Durchschnitt des Referenzzeitraums 1991–2020. Datenquelle: ERA5, ESA SST CCI Analysis v3, ERSSTv5 , HadSST.4.0.1.0, HadSST4.0.1.0 . Kredit: C3S/ECMWF . Diese Zahlen stammen vom Klimawandeldienst von Copernicus, dem Erdbeobachtungsdienst der Europäischen Union Programm . Interaktive Versionen dieser Diagramme finden Sie unter: https://climate.copernicus.eu/climate-indicators/sea-surface-temperature

Dieses Diagramm zeigt mehrere verschiedene Datensätze, die die Meeresoberflächentemperatur im Zeitverlauf anzeigen.

Dieses Diagramm zeigt mehrere verschiedene Datensätze, die die Meeresoberflächentemperatur im Zeitverlauf anzeigen. Sie können sehen, dass der Datensatz "ESA" – das ist der Datensatz, der aus Satellitenbeobachtungen abgeleitet wurde – erst ab den 1980er Jahren verfügbar ist. Für längere Zeitreihen werden die verfügbaren historischen Daten in Klimamodelle eingespeist, um Lücken zu schließen und die Genauigkeit historischer Messungen der Meeresoberflächentemperatur zu verbessern. Diese Modelle bieten einen längerfristigen Überblick darüber, wie sich die Meeresoberflächentemperaturen im Laufe der Zeit verändert haben. Warum sind Ihrer Meinung nach die Unterschiede zwischen den Datensätzen in den früheren Teilen des Datensatzes größer? Es gab weniger Daten Die Daten waren weniger genau Alle Datensätze zeigen, dass die SST in den letzten 30 Jahren zugenommen hat. Jährliche mittlere Anomalien der Meeresoberflächentemperatur (°C) für 60°S–60°N, relativ zum Durchschnitt des Referenzzeitraums 1991–2020. Datenquelle: ERA5, ESA SST CCI Analysis v3, ERSSTv5 , HadSST.4.0.1.0, HadSST4.0.1.0 . Kredit: C3S/ECMWF . Interaktive Versionen dieser Diagramme finden Sie unter: https://climate.copernicus.eu/climate-indicators/sea-surface-temperature

Was sind Anomalien und wie nutzen wir sie?

Was sind Anomalien und wie nutzen wir sie? Wenn wir die Temperatur der Ozeane messen, werden einige Tage wärmer und einige Tage kühler sein. Was wir wirklich wissen wollen, ist, wie stark sich die Temperatur im Laufe der Zeit ändert . Ein Anomalie zeigt wie unterschiedlich Etwas ist von dem entfernt, was normal ist oder erwartet wird. Es hilft uns zu erkennen, ob die Temperaturen höher oder niedriger als üblich sind. Anstatt uns auf exakte Temperaturen zu konzentrieren (die sich ständig und mit den Jahreszeiten ändern), vergleichen wir jede Messung mit ein durchschnittstemperatur für diese Jahreszeit. Sie wird berechnet, indem die Temperaturdifferenz ermittelt wird im Verhältnis zu einem "Ausgangswert" oder einem langfristigen Durchschnitt , also zum Beispiel, wenn Sie die Temperaturanomalie für einen bestimmten Tag finden wollten: Anomalie = tatsächlicher Wert – langfristiger Durchschnitt Wenn die Durchschnittstemperatur in Ihrem Klassenzimmer im Dezember beispielsweise 20,5 °C beträgt, der Durchschnitt im Dezember aber in diesem Jahr bei 18,2 °C, liegt die Temperaturanomalie bei -2,3 °C – eine negative Anomalie, also kälter als erwartet!

Regionale Unterschiede

Regionale Unterschiede Die Temperaturen an der Meeresoberfläche variieren regional. In vielen Teilen der Welt sind die Temperaturen gestiegen, mancherorts ist es kühler geworden. Die Karte zeigt den Trend der Meeresoberflächentemperatur zwischen 1993–2023. Die schnellste Erwärmung wurde in Teilen des Arktischen Ozeans, der Ostsee, des Schwarzen Meeres und in Teilen des Pazifischen Ozeans beobachtet Südlich von Grönland und Island und im tropischen Ostpazifik ist eine Abkühlung zu verzeichnen. Diese Muster können mit anderen klimatischen Phänomenen in Verbindung gebracht werden – zum Beispiel hängt die Abkühlung im östlichen tropischen Pazifik zusammen mit La Niña Bedingungen von Ende 2020 bis Anfang 2023  Trend in den jährlichen Anomalien der Meeresoberflächentemperatur (°C/Dekade) für den Zeitraum 1993-2023. Datenquelle: ESA SST CCI Analysis v3.0. Kredit: ESACCI/EOCIS/UKMCAS und C3S/ECMWF.

Externe Ressourcen

Externe Ressourcen Interaktive Visualisierung von Meeresoberflächenströmungen, Temperatur und mehr - https://data.scripps.earth/argoviz/ https://myoceanlearn.marine.copernicus.eu/ Dashboard mit aktiven Argo-Gleitkommazahlen https://www.ocean-ops.org/board?t=argo Climate Pulse - eine interaktive Webanwendung, die vom Copernicus Climate Change Service (C3S) entwickelt und gepflegt wird und tägliche Diagramme und Karten der globalen Luft- und Meeresoberflächentemperatur und -anomalien bereitstellt https://pulse.climate.copernicus.eu/

Zeitreihen der Meeresoberflächentemperatur erkunden

Zeitreihen der Meeresoberflächentemperatur erkunden Ein Zeitreihe ist eine Sammlung von Messungen, die am selben Ort zu unterschiedlichen Zeiten durchgeführt wurden. Es kann uns zeigen, wie sich die Bedingungen (wie Temperatur, Salzgehalt, Anzahl der Organismen) im Laufe der Zeit ändern. Diese Art von Daten wird häufig bei der Untersuchung des Klimas verwendet.   Zeitreihen können Folgendes anzeigen: Saisonalität – ein Muster, das sich in regelmäßigen Abständen wiederholt und saisonale Schwankungen oder wiederkehrende Zyklen widerspiegelt. Tendenzen – eine langfristige Zunahme oder Abnahme der Messungen Ungewöhnliche Veranstaltungen – unvorhersehbare unregelmäßige Schwankungen Das ProBleu-Team hat Zeitreihen der Meeresoberflächentemperatur für die in dieser Karte gezeigten Regionen erstellt. Die Zeitreihen finden Sie im Katalog unter "Tabellenkalkulationen". Beispiel für eine SST-Zeitreihe des Gebiets Nordwest-Schelfsee. Die Daten stammen aus dem Europäische Weltraumorganisation (ESA) Initiative zur Klimaänderung (CCI) Programm .

Nordwest-Schelf

Nordwest-Schelf Wie groß ist der Temperaturbereich in dieser Region? Können Sie die Saisonalität beschreiben?   SST-Zeitreihen des Gebiets des Nordwest-Schelfmeeres. Die Daten stammen aus dem Europäische Weltraumorganisation (ESA) Initiative zur Klimaänderung (CCI) Programm . Die Daten, die für diese Zeitreihen verwendet wurden, finden Sie im Katalog unter "Tabellenkalkulationen". Langfristiger monatlicher durchschnittlicher SST des Gebiets des Nordwestschelfmeers für den Zeitraum 2014-2023. Die Daten stammen aus dem Europäische Weltraumorganisation (ESA) Initiative zur Klimaänderung (CCI) Programm .

Baltisch

Baltisch Wie groß ist der Temperaturbereich in dieser Region? Können Sie die Saisonalität beschreiben?   SST-Zeitreihen des Ostseeraums. Die Daten stammen aus dem Europäische Weltraumorganisation (ESA) Initiative zur Klimaänderung (CCI) Programm . Die Daten, die für diese Zeitreihen verwendet wurden, finden Sie im Katalog unter "Tabellenkalkulationen". Langfristiger monatlicher durchschnittlicher SST des Ostseeraums für den Zeitraum 2014-2023. Die Daten stammen aus dem Europäische Weltraumorganisation (ESA) Initiative zur Klimaänderung (CCI) Programm .

Iberia Biscaya

Iberia Biscaya Wie groß ist der Temperaturbereich in dieser Region? Können Sie die Saisonalität beschreiben?   SST-Zeitreihen für die Region Iberische Biskaya. Die Daten stammen aus dem Europäische Weltraumorganisation (ESA) Initiative zur Klimaänderung (CCI) Programm . Die Daten, die für diese Zeitreihen verwendet wurden, finden Sie im Katalog unter "Tabellenkalkulationen". Langfristiger monatlicher durchschnittlicher SST des Gebiets Iberia Bisaya für den Zeitraum 2014-2023. Die Daten stammen aus dem Europäische Weltraumorganisation (ESA) Initiative zur Klimaänderung (CCI) Programm .

Schwarzes Meer

Schwarzes Meer Wie groß ist der Temperaturbereich in dieser Region? Können Sie die Saisonalität beschreiben?   SST-Zeitreihen des Schwarzmeerraums. Die Daten stammen aus dem Europäische Weltraumorganisation (ESA) Initiative zur Klimaänderung (CCI) Programm . Die Daten, die für diese Zeitreihen verwendet wurden, finden Sie im Katalog unter "Tabellenkalkulationen". Langfristiger monatlicher Durchschnitt der SST des Schwarzen Meeres für den Zeitraum 2014-2023. Die Daten stammen aus dem Europäische Weltraumorganisation (ESA) Initiative zur Klimaänderung (CCI) Programm .

Westliches Mittelmeer

Westliches Mittelmeer Wie groß ist der Temperaturbereich in dieser Region? Können Sie die Saisonalität beschreiben?   SST-Zeitreihen des westlichen Mittelmeerraums. Die Daten stammen aus dem Europäische Weltraumorganisation (ESA) Initiative zur Klimaänderung (CCI) Programm . Die Daten, die für diese Zeitreihen verwendet wurden, finden Sie im Katalog unter "Tabellenkalkulationen". Langfristiger monatlicher durchschnittlicher SST des westlichen Mittelmeerraums für den Zeitraum 2014-2023. Die Daten stammen aus dem Europäische Weltraumorganisation (ESA) Initiative zur Klimaänderung (CCI) Programm .

Östliche Mittelmeerküste

Östliche Mittelmeerküste Wie groß ist der Temperaturbereich in dieser Region? Können Sie die Saisonalität beschreiben?   SST-Zeitreihen des östlichen Mittelmeerraums. Die Daten stammen aus dem Europäische Weltraumorganisation (ESA) Initiative zur Klimaänderung (CCI) Programm . Die Daten, die für diese Zeitreihen verwendet wurden, finden Sie im Katalog unter "Tabellenkalkulationen". Langfristiger monatlicher durchschnittlicher SST des östlichen Mittelmeerraums für den Zeitraum 2014-2023. Die Daten stammen aus dem Europäische Weltraumorganisation (ESA) Initiative zur Klimaänderung (CCI) Programm .

Zeitreihen der Meeresoberflächentemperatur in der Ostsee

Zeitreihen der Meeresoberflächentemperatur im Schwarzen Meer

Zeitreihen der Oberflächentemperatur des östlichen Mittelmeers

Zeitreihen der Meeresoberflächentemperatur in der Iberischen Biskaya

Zeitreihen der Meeresoberflächentemperatur auf dem Nordwestschelf

Zeitreihen der Oberflächentemperatur des westlichen Mittelmeers

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