Pomiar temperatury z przestrzeni kosmicznej - Pakiet zasobów

Pomiar temperatury oceanu z kosmosu

Pomiar temperatury oceanu z kosmosu

Mierzenie temperatury oceanów

Mierzenie temperatury oceanów Kluczowe wnioski: Temperatura powierzchni morza była historycznie mierzona ze statków, ale tych pomiarów jest zbyt mało, aby opisać cały ocean. Teraz temperatura powierzchni morza jest mierzona przez czujniki na satelitach. Niektóre czujniki mierzą temperaturę za pomocą termicznej części widma elektromagnetycznego w podczerwieni, inne czujniki wykorzystują mikrofalową część widma elektromagnetycznego. Pomiary satelitarne pozwalają naukowcom regularnie zbierać dane z całego globu, dzięki czemu możemy zobaczyć, jak ocean zmienia się w czasie. Istnieją pewne ograniczenia w zbieraniu temperatury powierzchni morza za pomocą satelity, ponieważ mogą one "zobaczyć" tylko samą powierzchnię (powłokę) wody, dlatego potrzebne są również inne pomiary z boi i statków, a także modele oceaniczne.

Dlaczego chcemy wiedzieć, jaka jest temperatura morza?

Dlaczego chcemy wiedzieć, jaka jest temperatura morza?

Przewidywanie pogody

Przewidywanie pogody : Temperatura morza wpływa na wzorce pogodowe. Ciepła woda dostarcza energię do burz, takich jak huragany i tajfuny. Zmiany klimatyczne : Temperatura morza jest kluczowym wskaźnikiem zmiany klimatu. Gdy ocean się ociepla, lód topnieje, a poziom morza podnosi się. Obserwowanie temperatury morza pomaga śledzić te zmiany, na przykład w celu przewidywania przyszłej pogody. Obieg węgla: Ocean pochłania dużo dwutlenku węgla (CO 2 ) z atmosfery. Cieplejsze morze magazynuje mniej CO 2 . Zrozumienie temperatury morza pomaga naukowcom przewidzieć, w jaki sposób ocean pomaga regulować nasz klimat. Życie morskie: Wiele zwierząt, takich jak ryby i koralowce, wymaga określonych zakresów temperatur. Pomiar temperatury morza pomaga nam zrozumieć, gdzie mogą żyć. Jeśli morze stanie się zbyt ciepłe lub zbyt zimne, stworzenia te mogą zostać skrzywdzone. Wypoczynek i bezpieczeństwo : Czy morze jest wystarczająco ciepłe, aby się w nim kąpać?

Pomiar temperatury morza

Pomiar temperatury morza Historycznie rzecz biorąc, temperaturę morza mierzono za pomocą Termometry od linii brzegowej oraz od Statków i Boje .  W XIX wieku pomiarów dokonywano poprzez pobranie próbki wody na statek w drewnianym lub płóciennym wiadrze. Zostały one zastąpione specjalnie zaprojektowanymi izolowanymi wiadrami, aby utrzymać stabilną temperaturę próbki. Od lat 30. XX wieku pomiary prowadzono w maszynowniach okrętowych, wykorzystując wodę pobieraną do chłodzenia i innych celów. Od końca lat siedemdziesiątych XX wieku Pomiary zostały wykonane przez zacumowane i dryfujące boje, a na kadłubach statków zamontowano czujniki. Ponieważ oceany są bardzo duże, niemożliwe jest stworzenie globalnej mapy temperatury za pomocą samych odczytów termometrów! Obecnie mapy globalnej temperatury są tworzone na podstawie pomiarów wykonanych przez Czujniki na Satelitów w kosmosie.  

Anatomia satelity

Anatomia satelity Satelity obserwacyjne Ziemi to satelity, które krążą wokół Ziemi z zaprojektowanymi czujnikami do zbierania zdjęć i pomiarów planet fizyka, chemia i biologia. Satelity te występują w wielu kształtach i rozmiarach. Mają jednak kilka wspólnych elementów: Czujniki to instrumenty, które zbierają dane o procesach zachodzących na Ziemi lub atmosferze

Co czujniki mierzą z kosmosu?

Co czujniki mierzą z kosmosu? Czujniki mierzą ilość światła odbijanego lub emitowanego z powierzchni Ziemi w różnych częściach Ziemi Widmo elektromagnetyczne . Czujniki mogą wykrywać światło widzialne ( Długości fal możemy widzieć naszymi oczami), ale potrafią też wykrywać znacznie dłuższe fale radiowe, mikrofale i promieniowanie podczerwone. Pomiar energii odbitej lub wyemitowanej na tych różnych długościach fal na Widmo elektromagnetyczne może ujawnić dodatkowe informacje o Ziemi. Ten długość fali fali to odległość między punktem na jednej fali a tym samym punktem na następnej fali Długa długość fali Krótka długość fali

W jaki sposób satelita mierzy temperaturę?

W jaki sposób satelita mierzy temperaturę? Kiedy mierzymy temperaturę oceanu za pomocą satelitów, widzimy temperaturę na powierzchni (lub " skóra ') oceanu. Nazywa się to Temperatura powierzchni morza (SST) . Niektóre czujniki mierzą temperaturę za pomocą termiczna podczerwień części spektrum. Mają one tę zaletę, że mają wyższą rozdzielczość, ale obserwacje są zasłonięte przez chmury. Inne czujniki wykorzystują kuchenka mikrofalowa części widma elektromagnetycznego. Pomiary te mają niższą rozdzielczość, ale mogą widzieć przez chmury. Naukowcy mogą łączyć pomiary z wielu czujników, aby uzyskać pełny obraz globalnego SST.

Dlaczego satelity są przydatnym narzędziem do pomiaru temperatury morza?

Dlaczego satelity są przydatnym narzędziem do pomiaru temperatury morza? Oceany są bardzo duże, a woda zawsze się porusza – to sprawia, że trudno je badać! W przeszłości temperaturę morza w oceanach można było mierzyć tylko za pomocą statków i boi. Pomiary te obejmują pojedynczy punkt w przestrzeni i czasie Występowały duże przerwy między pomiarami Pomiary na statku są czasochłonne i kosztowne Satelity poprawiły naszą zdolność do pomiaru SST, umożliwiając częste i globalne pokrycie.

Globalne wzorce SST

Globalne wzorce SST Systemy oceaniczne i atmosferyczne są napędzane przez promieniowanie słoneczne pochodzące ze słońca. Temperatura powierzchni morza jest wyższa w pobliżu równika, ponieważ równik pochłania więcej promieniowania słonecznego w porównaniu z biegunami. Ciepło jest redystrybuowane po kuli ziemskiej przez wiatry, prądy powierzchniowe i głęboki przepływ w cyrkulacji termohalinowej. Czy wiesz, że woda w oceanie może mieć temperaturę poniżej 0oC bez zamieniania się w lód? Dzieje się tak, ponieważ sól zawarta w wodzie morskiej obniża jej temperaturę zamarzania. Luty 2023 Sierpień 2023 r.

Górna mapa przedstawia mapę głównych prądów oceanicznych. Dolna mapa przedstawia średnią temperaturę powierzchni morza w latach 2014-2023.

Górna mapa przedstawia mapę głównych prądów oceanicznych. Dolna mapa przedstawia średnią temperaturę powierzchni morza w latach 2014-2023. Czy można powiedzieć, że na temperaturę mają wpływ prądy oceaniczne? Globalne wzorce SST

Tak!

Tak! Zachodnie brzegi oceanów Izotermy są przesunięte w kierunku biegunów, ponieważ zachodnie prądy graniczne przenoszą ciepłą wodę z regionów równikowych Prąd Zatokowy transportuje stosunkowo ciepłą wodę przez Atlantyk. Wschodnie prądy graniczne przenoszą wodę z dużych szerokości geograficznych, co może spowodować, że temperatury po wschodniej stronie oceanów będą niższe, niż można by się spodziewać. Izoterma: Linia narysowana na mapie lub wykresie łącząca punkty o tej samej temperaturze.

Trendy temperatury powierzchni morza

Trendy temperatury powierzchni morza Korzystając z obserwacji satelitarnych, możemy monitorować, jak zmieniała się temperatura powierzchni morza w czasie. W ciągu ostatnich 40 lat średnia temperatura powierzchni morza wzrosła o około 0,6°C ( od 1980 do 2023 roku). Aby zidentyfikować długoterminowe trendy w zakresie temperatury, przyglądamy się Anomalie temperaturowe – jak bardzo dana data różni się od średniej wieloletniej. Chociaż obserwuje się coraz większą liczbę tendencja Jest rok do roku Zmienność . Wynika to z wielkoskalowych wzorców klimatycznych, takich jak El Niño Południowy Oscylacji (ENSO). Średnie roczne anomalie temperatury powierzchni morza (°C) dla 60°S–60°N w stosunku do średniej dla okresu odniesienia 1991–2020. Źródło danych: ERA5, ESA SST CCI Analysis v3, ERSSTv5 , HadSST.4.0.1.0, HadSST4.0.1.0 . Kredyt: C3S/ECMWF . Dane te pochodzą z usługi w zakresie zmiany klimatu w ramach programu Copernicus – unijnej służby obserwacji Ziemi Program . Aby zapoznać się z interaktywnymi wersjami tych wykresów, zobacz: https://climate.copernicus.eu/climate-indicators/sea-surface-temperature

Ten wykres przedstawia kilka różnych zestawów danych, które zapewniają temperaturę powierzchni morza w czasie.

Ten wykres przedstawia kilka różnych zestawów danych, które zapewniają temperaturę powierzchni morza w czasie. Można zauważyć, że zbiór danych "ESA" – jest to zbiór danych pochodzących z obserwacji satelitarnych – jest dostępny tylko od lat 80. W przypadku dłuższych szeregów czasowych dostępne dane historyczne są wprowadzane do modeli klimatycznych, aby pomóc wypełnić luki i poprawić dokładność historycznych pomiarów temperatury powierzchni morza. Modele te zapewniają długoterminowy wgląd w to, jak temperatura powierzchni morza zmieniała się w czasie. Jak myślisz, dlaczego różnice między zestawami danych są większe we wcześniejszych częściach rekordu? Danych było mniej Dane były mniej dokładne Wszystkie zestawy danych pokazują, że SST wzrósł w ciągu ostatnich 30 lat. Średnie roczne anomalie temperatury powierzchni morza (°C) dla 60°S–60°N w stosunku do średniej dla okresu odniesienia 1991–2020. Źródło danych: ERA5, ESA SST CCI Analysis v3, ERSSTv5 , HadSST.4.0.1.0, HadSST4.0.1.0 . Kredyt: C3S/ECMWF . Aby zapoznać się z interaktywnymi wersjami tych wykresów, zobacz: https://climate.copernicus.eu/climate-indicators/sea-surface-temperature

Czym są anomalie i jak je wykorzystujemy?

Czym są anomalie i jak je wykorzystujemy? Kiedy mierzymy temperaturę oceanów, niektóre dni będą cieplejsze, a niektóre chłodniejsze. To, czego naprawdę chcemy się dowiedzieć, to Jak bardzo zmienia się temperatura w czasie . Na anomalia Pokazuje Jakże różne coś jest z tego, co jest normalne lub oczekiwane. Pomaga nam określić, czy temperatury są wyższe czy niższe niż zwykle. Zamiast skupiać się na dokładnych temperaturach (które zmieniają się cały czas i wraz z porami roku), porównujemy każdy pomiar do Na Wykres temperaturowy na tę porę roku. Oblicza się go, znajdując różnicę temperatur w stosunku do "wartości bazowej" lub średniej długoterminowej , więc na przykład, jeśli chcesz znaleźć anomalię temperatury dla konkretnego dnia : Anomalia = wartość rzeczywista – średnia długoterminowa Na przykład, jeśli średnia temperatura w Twojej klasie w grudniu wynosi 20,5 oC, ale w tym roku średnia w grudniu wynosi 18,2 oC, anomalia temperatury wynosi -2,3 oC – negatywna anomalia, a więc niższa niż oczekiwano!

Różnice regionalne

Różnice regionalne Temperatury powierzchni morza różnią się regionalnie. Temperatury wzrosły w wielu częściach świata, a w niektórych miejscach zrobiło się chłodniej. Mapa przedstawia tendencje w zakresie temperatury powierzchni morza między 1993–2023. Najszybsze ocieplenie zaobserwowano w części Oceanu Arktycznego, Morza Bałtyckiego, Morza Czarnego i części Oceanu Spokojnego Na południe od Grenlandii i Islandii oraz tropikalny wschodni Pacyfik mają tendencję do ochłodzenia. Wzorce te mogą być powiązane z innymi zjawiskami klimatycznymi – na przykład ochłodzenie we wschodniej części tropikalnego Pacyfiku jest związane z La Niña warunki od końca 2020 r. do początku 2023 r.  Tendencja w rocznych anomaliach temperatury powierzchni morza (°C/dekadę) w latach 1993–2023. Źródło danych: ESA SST CCI Analysis v3.0. Kredyt: ESACCI/EOCIS/UKMCAS oraz C3S/ECMWF.

Zasoby zewnętrzne

Zasoby zewnętrzne Interaktywna wizualizacja prądów powierzchniowych morza, temperatury i innych - https://data.scripps.earth/argoviz/ https://myoceanlearn.marine.copernicus.eu/ Dashboard pokazujący aktywne pływaki argo https://www.ocean-ops.org/board?t=argo Climate Pulse - interaktywna aplikacja internetowa opracowana i utrzymywana przez usługę programu Copernicus w zakresie zmiany klimatu (C3S) zapewnia codzienne wykresy i mapy globalnej temperatury powietrza przy powierzchni Ziemi oraz temperatury powierzchni morza i anomalii https://pulse.climate.copernicus.eu/

Poznaj szeregi czasowe dotyczące temperatury powierzchni morza

Poznaj szeregi czasowe dotyczące temperatury powierzchni morza A Szeregi czasowe to zbiór pomiarów wykonanych w tym samym miejscu w różnym czasie. Może nam pokazać, jak warunki (takie jak temperatura, zasolenie, liczba organizmów) zmieniają się w czasie. Tego rodzaju dane są często wykorzystywane podczas badania klimatu.   Szeregi czasowe mogą pokazywać: Sezonowości – wzorzec, który powtarza się w regularnych odstępach czasu, odzwierciedlając wahania sezonowe lub powtarzające się cykle. Trendy – długotrwały wzrost lub spadek pomiarów Nietypowe wydarzenia – nieprzewidywalne, nieregularne wahania Zespół ProBleu stworzył szeregi czasowe temperatury powierzchni morza dla regionów pokazanych na tej mapie. Szeregi czasowe można znaleźć w katalogu w sekcji "Arkusze kalkulacyjne". Przykładowy szereg czasowy SST dla obszaru Morza Szelfu Północno-Zachodniego. Dane pochodzą z katalogu Inicjatywa na rzecz zmian klimatycznych (CCI) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Program .

Szelf północno-zachodni

Szelf północno-zachodni Jaki jest zakres temperatur w tym regionie? Czy możesz opisać tę sezonowość?   Szeregi czasowe SST obszaru Morza Szelfu Północno-Zachodniego. Dane pochodzą z katalogu Inicjatywa na rzecz zmian klimatycznych (CCI) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Program . Dane użyte do utworzenia tych szeregów czasowych można znaleźć w katalogu w sekcji "Arkusze kalkulacyjne". Długoterminowa średnia miesięczna SST obszaru Morza Szelfu Północno-Zachodniego w latach 2014–2023. Dane pochodzą z katalogu Inicjatywa na rzecz zmian klimatycznych (CCI) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Program .

Bałtycki

Bałtycki Jaki jest zakres temperatur w tym regionie? Czy możesz opisać tę sezonowość?   Szeregi czasowe SST w rejonie Morza Bałtyckiego. Dane pochodzą z katalogu Inicjatywa na rzecz zmian klimatycznych (CCI) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Program . Dane użyte do utworzenia tych szeregów czasowych można znaleźć w katalogu w sekcji "Arkusze kalkulacyjne". Długoterminowa średnia miesięczna SST obszaru Morza Bałtyckiego w latach 2014-2023. Dane pochodzą z katalogu Inicjatywa na rzecz zmian klimatycznych (CCI) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Program .

Bizkaje Iberyjskie

Bizkaje Iberyjskie Jaki jest zakres temperatur w tym regionie? Czy możesz opisać tę sezonowość?   Szeregi czasowe SST dla obszaru Półwyspu Iberyjskiego i Biskajów. Dane pochodzą z katalogu Inicjatywa na rzecz zmian klimatycznych (CCI) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Program . Dane użyte do utworzenia tych szeregów czasowych można znaleźć w katalogu w sekcji "Arkusze kalkulacyjne". Długoterminowa średnia miesięczna SST dla obszaru Półwyspu Iberyjskiego i Biskajów za lata 2014-2023. Dane pochodzą z katalogu Inicjatywa na rzecz zmian klimatycznych (CCI) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Program .

Morze Czarne

Morze Czarne Jaki jest zakres temperatur w tym regionie? Czy możesz opisać tę sezonowość?   Szeregi czasowe SST w rejonie Morza Czarnego. Dane pochodzą z katalogu Inicjatywa na rzecz zmian klimatycznych (CCI) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Program . Dane użyte do utworzenia tych szeregów czasowych można znaleźć w katalogu w sekcji "Arkusze kalkulacyjne". Długoterminowa średnia miesięczna SST Morza Czarnego w latach 2014–2023. Dane pochodzą z katalogu Inicjatywa na rzecz zmian klimatycznych (CCI) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Program .

Zachodnia część basenu Morza

Zachodnia część basenu Morza Jaki jest zakres temperatur w tym regionie? Czy możesz opisać tę sezonowość?   Szeregi czasowe SST w zachodniej części basenu Morza Śródziemnego. Dane pochodzą z katalogu Inicjatywa na rzecz zmian klimatycznych (CCI) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Program . Dane użyte do utworzenia tych szeregów czasowych można znaleźć w katalogu w sekcji "Arkusze kalkulacyjne". Długoterminowa średnia miesięczna SST w zachodniej części Morza Śródziemnego w latach 2014–2023. Dane pochodzą z katalogu Inicjatywa na rzecz zmian klimatycznych (CCI) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Program .

Wschodni region śródziemnomorski

Wschodni region śródziemnomorski Jaki jest zakres temperatur w tym regionie? Czy możesz opisać tę sezonowość?   Szeregi czasowe SST we wschodniej części basenu Morza Śródziemnego. Dane pochodzą z katalogu Inicjatywa na rzecz zmian klimatycznych (CCI) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Program . Dane użyte do utworzenia tych szeregów czasowych można znaleźć w katalogu w sekcji "Arkusze kalkulacyjne". Długoterminowa średnia miesięczna SST we wschodniej części basenu Morza Śródziemnego w latach 2014–2023. Dane pochodzą z katalogu Inicjatywa na rzecz zmian klimatycznych (CCI) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Program .

Szeregi czasowe temperatury powierzchni Morza Bałtyckiego

Szeregi czasowe temperatury powierzchni Morza Czarnego

Szeregi czasowe temperatury powierzchni wschodniego Morza Śródziemnego

Seria czasowa temperatury powierzchni Morza Iberyjskiego Biskajskiego

Szeregi czasowe temperatury powierzchni morza na szelfie północno-zachodnim

Szeregi czasowe temperatury powierzchni zachodniej części Morza Śródziemnego

Barwa temperatury w aktywności_0

Barwa temperatury w aktywności_1

Barwa temperatury w aktywności_2

Barwa temperatury w aktywności_3

Barwa temperatury w aktywności_4