Atmosferische parameters die bepalend zijn voor straling
Oefening 2: Temperatuur zeeoppervlak
Satellieten meten de temperatuur van het zeeoppervlak aan de hand van het infrarode deel van het elektromagnetische spectrum en de thermische uitstoot. Alle oppervlakken stoten straling uit. De sterkte daarvan is afhankelijk van de oppervlaktetemperatuur. Hoe hoger de temperatuur, hoe groter de stralingsenergie. De schiltemperatuur van het zeeoppervlak (SST-schil) is gedefinieerd als de temperatuur die wordt gemeten door een infrarode radiometer die meestal werkt op golflengten van 3,7-12 µm die de temperatuur van een oppervlaktelaag van ~10-20 µm weergeven.
De infrarode straling die de sensor vastlegt is ook afhankelijk van andere variabelen, zoals het stralingsvermogen van het oppervlak (0,98-0,99 boven zee) en de vorm van het bekeken deel. De atmosferische bijdrage aan het signaal is weliswaar klein, maar kan niet worden genegeerd, aangezien de atmosfeer veel koeler is dan het zeeoppervlak. Om de SST nauwkeurig af te leiden moet goed rekening worden gehouden met alle variabelen die de atmosferische absorptie en uitstoot beïnvloeden.
Satellieten meten de helderheidstemperatuur van het oppervlak. Via een vergelijking kan een reeks SST-algoritmecoëfficiënten worden afgeleid om de door de atmosfeer veroorzaakte ruis uit de helderheidstemperatuurgegevens te verwijderen. Sommige multispectrale SST-afleidingsalgoritmen maken gebruik van de kanalen die overdag straling meten in het spectrale gebied van 11 en 12 µm. Dit heet een split-window algoritme, omdat het atmosferische transmissievenster waar de straling het oppervlak verlaat en de ruimte ingaat (tussen 9,8 en 13,5 µm), in twee kanalen wordt gesplitst (11 en 12 µm). 's Nachts kan nog een extra kanaal van 3,7 µm worden gebruikt, dat meer informatie geeft over de atmosferische demping van de zeeoppervlakstraling. Dit wordt een triple-window algoritme genoemd. De algemene formule van het split-window kan als volgt worden geschreven:
waarin a, b, c en d specifiek zijn voor elk algoritme, omdat ze afhankelijk zijn van sensorkenmerken en plaatselijke atmosferische omstandigheden.
Onder normale omstandigheden is de oostelijke equatoriale Stille Oceaan koeler dan de westelijke equatoriale Stille Oceaan, hoewel het oostelijke gebied van nature meer nettowarmte krijgt. De westelijke passaatwinden langs de evenaar stuwen het water op, zodat er in het oosten koud water naar boven komt, dat dicht onder het oppervlak zit, terwijl ze in het westen warm water naar boven brengen, omdat het koude water zich daar veel dieper bevindt. Bij afnemende passaatwinden kan het warme water in het oostelijk equatoriaal gebied opstijgen en komen warme temperaturen van het zeeoppervlak rond de evenaar voor tot ver in het centrale deel van de Stille Oceaan. In het oosten zijn de temperaturen van het zeeoppervlak wel 3°C hoger dan normaal.
LEOWorks-oefening
Maak een animatie met de reeks gegevens die door de satelliet zijn verzameld.
Er zijn drie gegevensreeksen, een uit 1997-1998, een uit 2005-2006 en een uit 2007-2008. Maak met de drie sets drie animaties en bestudeer ze. Beschrijf wat er in elke periode gebeurt en vergelijk de perioden.
Open in het LEOWorks beeldverwerkingsprogramma Extra/Beeldanimatie; dan verschijnt het venster Selecteer bestanden voor animatie. Kies de juiste animatiesnelheid. Je kunt het nummer van de afbeelding zien door de Actieve Schuifbalk te activeren.
1. Kun je zien welk van de drie beeldseries overeenkomt met een El Niño-jaar?
2. Welk effect heeft El Niño op de klimaatpatronen van de westelijke Stille Oceaan en Azië?
3. Wat gebeurt er in de oostelijke Stille Oceaan en boven Zuid-Amerika?
4. Beoordeel met de nieuwste informatie de huidige situatie.
