1396/07/03

اندازه‌گیری ماهواره‌ای اقیانوس‌ها

زندگي بر روي خشكي در یک‌لایه باريك وجود دارد. لايه از چند پا (چند متر) زير سطح خاك شروع می‌شود و به نوك درختان ختم می‌شود. اما در اقيانوس زندگي در همه‌جا يافت می‌شود. از عمق خيلي زياد تا سطح اقيانوس. عمیق‌ترین بخش اقيانوس بيش از هفت مايل (تقريباً 11 كيلومتر) است. اقیانوس‌ها نسبت به خشكي يا هوا حيات بيشتري...
 اندازه‌گیری ماهواره‌ای اقیانوس‌ها
امیرحسین مجیدیان: زندگي بر روي خشكي در یک‌لایه باريك وجود دارد. لايه از چند پا (چند متر) زير سطح خاك شروع می‌شود و به نوك درختان ختم می‌شود. اما در اقيانوس زندگي در همه‌جا يافت می‌شود. از عمق خيلي زياد تا سطح اقيانوس. عمیق‌ترین بخش اقيانوس بيش از هفت مايل (تقريباً 11 كيلومتر) است. اقیانوس‌ها نسبت به خشكي يا هوا حيات بيشتري در خود دارند. با توجه به این مسئله که اقیانوس‌ها زندگی ما بر روی زمین را تحت تسلط داشته و آب‌وهوا را کنترل می‌کنند ، محققان در نظر دارند از طریق اطلاعات دریافت شده از ماهواره ، تغییرات اقیانوسی را به‌طور مداوم تحت نظارت و بررسی قرار دهند .

وقتی شما با ماهواره ، اقیانوس را از قطب شمال تا قطب جنوب طی می‌کنید پنجاه دقیقه طول می‌کشد . با توجه به اینکه در هرروز ما چهارده دور را طی می‌کنیم ، می‌توانیم در یک روز آن را به‌طور کامل پوشش دهیم . برای انجام این کار با کشتی، تقریباً به یک سال زمان نیاز است .ما با اندازه‌گیری زمینه‌های متفاوت از اقیانوس‌ها همچون اندازه‌گیری پارامترهای فیزیکی ، مانند دما ، شوری ، جرم به‌وسیله تغییر در میدان گرانشی ، ارتفاع اقیانوس و رنگ آن در نور مرئی ، می‌توانیم اطلاعات و داده‌های بسیاری جمع‌آوری کرده و به بررسی و مطالعه آن بپردازیم.شاخص رنگ اقیانوس می‌تواند دانش زیادی در مورد کره زمین در اختیار پژوهشگران قرار دهد . این ویژگی  به‌طور مشخص نشان می‌دهد که چگونه اقیانوس خود را با تغییرات مختلف ،  هماهنگ و سازگار می‌کند .

پارامترهای موردنیاز برای سنجش اقیانوس‌ها

می‌دانیم چگالی آب اقیانوس تابع پارامترهای دما و شوری است. در مناطقی که شوری بالا باشد چگالی نیز بالا است، چون بین این دو رابطه مستقیم وجود دارد. در مناطق استوایی به دلیل بالا بودن بارندگی شوری پایین است و لذا چگالی نیز پایین است. علاوه بر این در این مناطق آب‌وهوای حاره‌ای حاکم بوده و دمابالا است و هرچه دمابالا تر باشد چون آب نیز کمی منبسط می‌شود، لذا چگالی کم می‌شود و در عرضه‌ای ۱۰ درجه شمالی و جنوبی باوجود کمی دما و به دلیل بالا بودن تبخیر نسبت به بارندگی، شوری زیاد می‌شود و به همین دلیل از استوا به‌طرف عرض‌های بالاتر میزان چگالی آب دریا سیر صعودی پیدا می‌کند. تغییرات چگالی آب محدوده ۱۰۰۰ تا ۱۰۷۰ کیلوگرم بر مترمکعب است که میانگین آن ۱۰۲۷ کیلوگرم بر مترمکعب است. با افزایش عمق چون نور کمتری به اعماق درونی آب می‌رسد، لذا شاهد کاهش دما و افزایش چگالی خواهیم بود اما در عمق بیشتر از ۱۵۰۰ متر تغییرات دمای آب روند آرامی دارد.

اندازه‌گیری ماهواره‌ای اقیانوس‌ها

نحوه اندازه‌گیری‌های ماهواره‌ای چنین است که رادار مبتني بر ماهواره نمی‌تواند كف اقيانوس را ببيند. بلكه تنها سطح اقيانوس را اندازه‌گیری می‌کند و آنچه در زير سطح است را بازتاب می‌دهد. براي مثال اگر یک‌رشته كوه زير بخش مشخصي از اقيانوس وجود داشته باشد، سطح بالاي آن به شكل برآمدگي ظاهر می‌شود. به‌این‌ترتیب بر اساس مجموعه‌ای از داده‌ها محل قرارگيري و ارتفاع کوه‌ها را برآورد می‌شود.
البته اندازه‌گیری‌های ماهواره‌ای هم نقطه‌ضعف‌های خودشان رادارند.يك مشكل وضوح فضايي وجود دارد مثل آنچه خارج از فوكوس يك دوربين است. سطح دريا اندازه‌گیری می‌شود كه تحت تأثير کوه‌ها و در يك مسير تار است. اما واقعاً تنها کوه‌هاي بزرگ را دیده می‌شود وضوح 15 برابر بدتر از نقشه‌های ما از مريخ و ماه است.
به‌این‌ترتیب محققان می‌گویند كه اندازه‌گیری‌های بيشتري آن‌هم با كشتي موردنیاز است تا به اين آمارها اضافه شود و داده‌های ماهواره را تكميل كند. تاكنون دستگاه كاشف زيردريايي به‌وسیله امواج صوتي و ديگر ابزارها تنها از ده درصد كف دريا نقشه‌برداری کرده‌اند.مطابق برآوردهاي نيروي دريايي آمريكا 200 سال طول می‌کشد تا تنها يك كشتي (يا ده كشتي در مدت 20 سال) عمق همه اقیانوس‌ها را با ژرفاسنج اندازه‌گیری كنند و هزينه اين كار حدود دو ميليارد دلار است. ناسا بيشتر از اين رقم را در سفینه‌ای كه به‌سوی اروپا (ماه مشتري) فرستاده‌شده سرمایه‌گذاری كرده است.البته برآوردهاي دقيق از عمق و حجم اقيانوس می‌تواند به رشد ابعاد مشاهده اقيانوس و نيز مدل‌های تغيير آب و هوايي و برآوردهاي نمك در اقیانوس‌ها هم مرتبط باشد.

ارتفاع آب بی‌شک مهم‌ترین مسئله

همچنین ﺑﺮﺍﯼ پژوهشگران اقیانوس‌شناس، ﺍﺭﺗﻔﺎﻉ ﺁﺏ ﺷﺎﺧﺼﯽ ﮐﻠﯿﺪﯼ ﺍﺳﺖ. همان‌طور ﮐﻪ ﻓﺸﺎﺭ ﻫﻮﺍﯼ ﺳﻄﺤﯽ، ﺷﺮﺍﯾﻂ جوّ ﺑﺎﻻﯼ ﺁﻥ ﺳﻄﺢ ﺭﺍ ﻣﺸﺨﺺ ﻣﯽ‌ﮐﻨﺪ، ﺍﺭﺗﻔﺎﻉ ﺍﻗﯿﺎﻧﻮﺱ ﻫﻢ ﺟﺰﺋﯿﺎﺕ ﺭﻓﺘﺎﺭ ﺁﺏ ﺩﺭ ﻧﻘﺎﻁ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺭﺍ ﺁﺷﮑﺎﺭ ﻣﯽ‌ﺳﺎﺯﺩ. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ اقیانوس‌ها ﻣﻘﺎﺩﯾﺮ ﻋﻤﺪﻩاﯼ ﺣﺮﺍﺭﺕ تولیدشده ﺗﻮﺳﻂ ﺧﻮﺭﺷﯿﺪ ﺭﺍ ﺟﺬﺏ می‌کنند ﮐﻪ ﻧﺤﻮﻩ ﺣﺮﮐﺖ ﺍﯾﻦ ﺍﻧﺮﮊﯼ ﺩﺭ ﺍﻃﺮﺍﻑ زمین ﺗﻮﺳﻂ جریان‌های ﺁﺑﯽ ﻭ ﺗﻌﺎﻣﻞ ﺁﻥ ﺑﺎ جو ﺩﺭ ﺍﯾﺠﺎﺩ ﻭ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﺮﺍﯾﻂ ﺟﻮﯼ ﻧﻘﺎﻁ ﻣﺨﺘﻠﻒ تأثیر ﺩﺍﺭﺩ.
کمیت مشاهداتی در ماهواره‌های ارتفاع‌سنجی ارتفاع ماهواره تا سطح آب است که آن را برد ماهواره می‌نامند. اندازه‌گیری ارتفاع ماهواره تا سطح آب توسط وسیله‌ای به نام ارتفاع‌سنج صورت می‌گیرد. به‌منظور اندازه‌گیری این کمیت امواجی در باند ماکروویو به‌صورت مخروطی شکل در فضا انتشار می‌یابند. ارتفاع‌سنج امواج مخروطی شکل را در یک بازه زمانی کوتاه در حدود چند ثانیه به‌صورت پالس‌هایی متوالی به سمت نقطه زیر ماهواره ارسال می‌کند. امواج ارتفاع‌سنج پس از برخورد با سطح آب منعکس‌شده و به‌طرف ماهواره برمی‌گردند. امواج بازگشتی توسط آنتن ارتفاع‌سنجی دریافت می‌شوند. مدت‌زمان رفت‌وبرگشت هر پالس توسط ساعت ارتفاع‌سنج اندازه‌گیری می‌شود. ازآنجایی‌که سرعت موج مشخص است می‌توان ارتفاع اندازه‌گیری شده توسط هر پالس را تعیین نمود. درنهایت فاصله ماهواره از سطح آب از طریق میانگین‌گیری از فواصل اندازه‌گیری شده توسط پالس‌های متوالی محاسبه می‌شود.
 

خدمات و کاربردها |

نظر شما

پربازدیدکننده ترین خبر

فضا در قاب هنر؛ منظومه شمسی