QuikSCAT: satelit NOAA za merjenje vetra nad oceani (scatterometer)
QuikSCAT (Quick Scatterometer) je satelit za opazovanje Zemlje, ki agenciji NOAA zagotavlja podatke o hitrosti in smeri vetra nad oceani. Satelit je bil lansiran kot hitra misija za nadomestitev izgubljenih zmožnosti po odpovedi Nasinega instrumenta NSCAT (NASA Scatterometer) junija 1997 in deluje v sončno sinhroni nizki zemeljski orbiti. Njegov primarni instrument, radarni razpršilni merilnik (scatterometer), pošilja mikrovalovne signale proti morski površini in meri povratno odbito energijo – ta je povezana z grobostjo gladine, iz katere z modeliranjem izpeljejo hitrost in smer vetra pri površini morja.
Kako deluje in glavne tehnične značilnosti
Scatterometer uporablja mikrovalovni radar (Ku‑pasovna območja), ki s širokim snopom zajema velik pas Zemljine površine ob vsakem preletu. Tipične lastnosti QuikSCAT-a so širok snop (swath), ki omogoča skoraj globalno pokritost nad oceani v enem ali dveh dnevih, ter prostorska ločljivost, primerna za merjenje vetrovnih polj z območji reda velikosti nekaj deset kilometrov (tipično ~25 km). Na podlagi anglev odbitka in jakosti signala se z uporabo geofizičnih modelnih funkcij izračunajo vektorski vetrovi (hitrost in smer).
Uporaba podatkov in omejitve
Podatki QuikSCAT-a so izjemno koristni za:
- odkrivanje in spremljanje tropskih ciklonov in drugih intenzivnih nevih,
- podpiranje operativnih vremenskih napovedi z vnosom meritev vetra v numerične modele,
- pomorsko varnost in načrtovanje plovbe,
- klimatske in oceanografske raziskave, kjer pomagajo razumeti sezonske in dolgotrajne spremembe v vetrovnih vzorcih nad oceani.
Vendar ima scatterometer tudi omejitve: radarni signali so občutljivi na intenzivno padavino (močnejše padavine lahko oslabi signal in popači izračune vetra), blizu obal so meritve lahko otežene zaradi mešanih povratnih signalov s kopnega in morja, ter prostorska ločljivost ne dosega podrobnosti, ki jih dajo lokalne merilne postaje ali plavajoče merilne buje.
Zgodovina, tveganja in nadomestne rešitve
QuikSCAT je bila misija "hitre obnove", ki je zapolnila vrzel po izgubi NSCAT. Po odpovedi satelita ADEOS II leta 2003, ki naj bi nadomestil NSCAT, je QuickSCAT več let predstavljal edino ameriško satelitsko zmožnost za merjenje površinskih vetrov nad oceani; hkrati pa Evropska vesoljska agencija in druge organizacije vzdržujejo lastne razpršilne merilnike v orbiti.
V določenih obdobjih je QuikSCAT deloval z rezervnim oddajnikom ali pri zmanjšanih zmogljivostih, zato obstaja stalno tveganje, da bo satelit prenehal delovati in s tem zmanjšal razpoložljivost kritičnih podatkov za opozarjanje in napovedovanje nevarnih dogodkov, kot so tropski cikloni (tropski cikloni).
V začetku junija 2007 se je Bill Proenza, direktor Nacionalnega centra za orkane na Floridi, znašel pod udarom zaradi javne kritike svojih nadrejenih v NOAA, ker po njegovem mnenju niso zagotovili zadostnega rezervnega načrta za nadomestitev zmogljivosti, ki jih zagotavlja ta satelit. Debata je poudarila odvisnost operativnih vremenskih služb od posameznih satelitov in potrebo po redundanci ter načrtih za hitro zamenjavo ali dopolnitev satelitskih zmožnosti.
Nasledniki in prihodnost
Ker je bila zanesljivost enega samega satelita omejena, so agencije po vsem svetu nadaljevale z razvojem in izstrelitvijo dodatnih scatterometrov (npr. instrumenti ASCAT na evropskih satelitih MetOp in drugi sistemi), s ciljem zagotoviti stalno, redundantno oskrbo z meritvami vetra nad svetovnimi morji. V praksi se operativne vremenske službe zanašajo na kombinacijo podatkov iz več virov — ameriških, evropskih in drugih — da zmanjšajo tveganje pomanjkanja ključnih informacij za napovedovanje in opozarjanje.
QuikSCAT je torej bil pomembna komponenta globalnega opazovalnega sistema za oceane in vremenske nevarnosti. Njegova zgodba izpostavlja pomen vzdrževanja redundance v satelitskih sistemih in potrebo po stalnem razvoju zamenljivih tehnologij za zaščito javne varnosti in izboljšanje napovedne zmogljivosti.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je satelit QuikSCAT?
O: QuikSCAT (Quick Scatterometer) je satelit za opazovanje Zemlje, ki NOAA zagotavlja podatke o hitrosti in smeri vetra nad oceani.
V: Zakaj je bila vzpostavljena misija QuikSCAT?
O: Vzpostavljen je bil, da bi zapolnil vrzel, ki je nastala zaradi izgube podatkov iz Nasinega razpršilnika (NSCAT), ki je bil izgubljen junija 1997.
V: V kakšni orbiti je satelit QuikSCAT?
O: QuikSCAT je v sončno sinhroni nizki zemeljski orbiti.
V: Zakaj je QuikSCAT trenutno pomemben?
O: Zaradi odpovedi satelita ADEOS II leta 2003, ki naj bi nadomestil NSCAT, je QuickSCAT trenutno edini instrument v lasti ZDA v orbiti, ki meri površinske vetrove nad oceani.
V: Kaj je Envisat?
O: Envisat je razpršilnik v lasti Evropske vesoljske agencije, ki je prav tako v orbiti.
V: Kaj je v času nastanka besedila težava z Envisatom?
O: V času priprave besedila je Envisat uporabljal rezervni oddajnik in imel druge težave, zato bi lahko kadar koli odpovedal, kar bi ogrozilo vremenske napovedi za morebitne nevarne tropske ciklone.
V: Zakaj je bil Bill Proenza, direktor Nacionalnega centra za orkane na Floridi, v začetku junija 2007 pod udarom?
O: Kritiziral je svoje nadrejene v NOAA, ker niso pripravili rezervnega načrta za nadomestitev zmogljivosti satelita Envisat, ki je imel težave, ki bi lahko vplivale na vremenske napovedi za nevarne tropske ciklone.
