Pillantás a felhők belsejébe
(Rovat: Időjárás és előrejelzése - 2024.06.28 07:15.)

Még egy hónap sem telt az európai–japán EarthCARE földmegfigyelő műhold indítása óta, de már érkeznek az első érdekes eredmények.

Az EartCARE (Earth Clouds, Aerosols and Radiation Explorer) május 29-én állt pályára, hogy a remények szerint legalább 3 éven át szolgáltasson adatokat a Föld felhőzetéről, a légköri aeroszolokról és a sugárzási viszonyokról. Ezzel a klímakutatást és az időjárás-előrejelzéseket is segíteni szeretnék. Az EarthCARE négy fejlett fedélzeti berendezéssel repül, ezek egy nagy felbontású lidar és egy 2,5 m átmérőjű antennával felszerelt radar, mint aktív műszerek, valamint egy multispektrális képalkotó kamera és egy szélessávú radiométer, mint passzív – azaz sugárzást ki nem bocsátó, csak detektáló ” berendezések.

A felhőprofilok felvételére szolgáló radarberendezés a Japán Űrügynökség (Japán Aerospace Exploration Agency, JAXA) hozzájárulása a programhoz, a többi három műszert az Európai Űrügynökség (ESA) finanszírozta. Ez utóbbiak első adatai néhány héten vagy hónapon belül várhatók, a japán felhőradar bemutatkozása viszont már megtörtént. Az első, még kíséretinek szánt méréseket június 13-án a Csendes-óceán felett, Japántól keletre végezték vele, és először sikerült az űrből nagy részletességgel feltérképezni a felhők belső dinamikáját és szerkezetét. A 94,05 GHz frekvencián működő Cloud Profiling Radar (CPR) műszerrel dolgozó japán kutatók szerint az újszerű berendezés beváltani látszik a hozzá fűzött reményeket, sőt túl is szárnyalja azokat, várhatóan értékes új felfedezésekkel gazdagítva a tudományt.

Az EarthCARE felhőprofilozó radarberendezésének adataiból készült első képek. A felső ábra a felhőket alkotó részecskék függőleges irányú koncentrációját mutatja a radarvisszaverő képesség változása alapján. A felhőzet legsűrűbb része a közepe. Lent a részecskék sebességtérképe a műholdra visszaérkező radarimpulzusok frekvenciájának Doppler-eltolódása alapján. A felső rétegeket alkotó, függőleges irányú sebességüket tekintve lényegében mozdulatlan hó- és jégkristályokkal szemben alul az esőzést okozó vízcseppek lefelé hullanak. Mindkét ábrán kb. 5 km-es magasságban egy éles határvonal vehető ki. (Kép: JAXA / NICT / ESA)

Hasonló radaros felhőprofil-méréseket a felszínről, esetleg repülőgépekről, valamint műholdakról lehet végezni. A műholdas módszer nagy előnye, hogy nem csak lokálisan, hanem kiterjedt területekről, az egész bolygón egységes minőségben képes adatokat szolgáltatni. Ezek a mérések lehetővé teszik a kutatók számára, hogy pontosan megkülönböztessék a felhők alkotórészeit, elősegítve a felhők képződésének, fejlődésének pontosabb megértését.

A vizsgált felhőzet magasabbról, egy japán geostacionárius meteorológiai mesterséges holdról (Himawari-9) készült optikai képen, amelyen pirossal bejelölték az alacsony pályás EarthCARE műhold pályájának a felszínre eső vetületét. A CPR fent bemutatott tesztmérései az A és B jelű pontok között készültek. (Kép: JAXA / Japan Meteorological Agency)

A szakemberek alig várják, hogy láthassuk az EarthCARE másik három műszerének első eredményeit is. A küldetés lényeges eleme, hogy a beüzemelés és kalibráció végeztével mind a négy műszer együtt működik, összetett módon figyelve meg a felhők, a légköri aeroszolok, a bejövő napsugárzás és a kilépő hősugárzás közötti bonyolult kölcsönhatásokat.