Pontosabb talajnedvességi adatok
(Rovat: Nyereség a kontinensnek, Új eszközök és anyagok - 2016.11.28 07:15.)

Az ESA talajnedvesség-figyelő műholdja egyes feldolgozott adatai már a mérés után három órával elérhetők. Egyes alkalmazások számára a gyorsaság létfontosságú.

Az Európai Űrügynökség (ESA) 2009-ben indította SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) műholdját, hogy a szárazföldeken folyamatosan figyeljék a talaj nedvességét, az óceánok fölött repülve pedig a víz sótartalmát. Mindkét paraméter követése a Föld vízciklusának megismerése miatt fontos. A két paramétert a Föld felszíne által kibocsátott természetes rádiósugárzás úgynevezett „fényességi hőmérsékletéből” vezetik le. Időközben bebizonyosodott azonban, hogy a fényességi hőmérséklet olyan új információt is szolgáltat, amely felhasználható a hurrikánok pontosabb követésére, a sarkvidéki tengereket borító vékony jégtakaró vastagságának mérésére, a tüzek kockázatának becslésére és több más célra.

Mindezen előnyök csak akkor érvényesülnek igazán, ha a feldolgozott adatok minél hamarabb, lehetőség szerint csaknem valós időben a szakemberek rendelkezésére állnak, ami a gyakorlatban azt jelenti, hogy a megfigyeléstől számított három órán belül. A gyorsaság különösen fontos például az időjárás vagy az árvizek előrejelzésénél. Ennek érdekében teljesen új alapokra helyezték a talajnedvesség levezetését a fényességi hőmérsékletből: a számításokhoz az agysejtek közötti összeköttetéseket utánozni próbáló, úgynevezett neurális hálózatot készítettek. A régi talajnedvességi adatok felhasználásával „betanított” hálózat ma már másodpercek alatt képes a műholdas adatokból a talajnedvességet levezetni.

A bal oldali képet az SMOS műhold fényességi hőmérséklet mérései alapján állították elő. Az adatok a mérés után három órán belül elérhetők, a feldolgozás pedig az új, neurális hálózattal egyetlen másodpercig sem tart. A hagyományos eljárással előállított jobb oldali kép több óra alatt készült el. A kétféleképpen kapott eredmény minősége azonos, bár a térbeli lefedettség a gyors számítási eljárásnál valamivel gyengébb, mert ott a sávok szélére eső adatokat nem használták fel (Kép: CESBIO)

A számításokhoz a neurális hálózatot a bioszféra világűrből történő tanulmányozásával foglalkozó franciaországi központban (CESBIO, Centre d'Etudes Spatiales de la BIOsphère) fejlesztették ki. A hálózat szolgáltatási szintű működtetését a középtávú időjárási előrejelzések európai központja (ECMWF, European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) végzi, a végeredményt pedig a felhasználók az Eumetsat szervezet Eumetcast rendszerén keresztül érhetik el.

A talaj nedvessége intenzív helyi csapadékhullás után Hollandia déli részén, több műhold (ebben az esetben a SMAP és a Sentinel–1) mérései alapján. Több műhold adatait használva jobb a térbeli pontosság és az időbeli lefedettség. (Kép: VanderSat)

Az eredmények gyors elérhetőségének köszönhetően egyszerűbb az adatokat más műholdak eredményeivel kombinálni, ami a térbeli és az időbeli felbontás javulását eredményezi. A SMOS adatait elsősorban a NASA SMAP (Soil Moisture Active Passive) és az EU/ESA Copernicus programja Sentinel–1 műholdak adataival érdemes kombinálni. A különböző műholdak adatainak egyesítésével, és ezáltal pontosabb termékek előállításával foglalkozik például a több mint 3000 felhasználót kiszolgáló holland VanderSat cég.

Több műhold adatait használva a térbeli felbontás 25 kilométerről 100 méterre javult. A nagy felbontású kép az SMAP és a Sentinel–1 adatai alapján készült, és a Nílus-delta 2016. május 12-i talajnedvességét mutatja. (Kép: VanderSat)