Blog poświęcony popularyzacji badań klimatycznych
Blog > Komentarze do wpisu

Wierzchołki chmur z radaru satelitarnego

Dziś korespondowałem z Jabesem (Robertem Janeckim) na temat burz w strefie konwergencji. Robert jest nawigatorem w czasie Rejsu Romana Paszke. Paszke właśnie wpływa do strefy konwergencji i jest wyczulony na temat porywistych wiatrów bo kiedyś na jachcie Warta doświadczył szkwałów o prędkości do 40 węzłów w podobnej sytuacji.  Ma w tej strefie ustawione budzenie na co 15 minut i płynie skoncentrowany. Robert chciał wiedzieć czy widać komórki burzowe i czy można ocienić jakoś siłę wiatru. Problem jest ciekawy meteorologiczne. Jacht Gemini 3 jest w momencie kiedy pisze ten blog, czyli o godzinie 2011-12-20:15GMT, na pozycji 5.54W, 23.62W i wpływa w strefę konwergencji, która ma około dwa stopnie szerokości geograficznej, płynie w stronę równika na południe. Wiatr jest słabszy, bo jest już w strefie ciszy strefy konwergencji. Do prognozy mieliśmy informację głównie ze zdjęć satelitarnych, bo modele numeryczne w tych obszarach nie są najlepsze. Kilka parametrów otrzymanych ze zdjęć satelitarnych można wykorzystać do prognozy burz w tropikach. Po pierwsze zdjęcia pokazują gdzie są chmury; bez chmur nie ma burz. Innym parametrem jest struktura chmur, czym bardziej niejednorodna – tym bardzie przypomina to burze. O takich chmurach mówi się, że maja strukturę popcornu bo wyglądają jak prażona kukurydza tyle, że są biało-szare. Jasność chmury na zdjęciu satelitarnym (w podczerwieni) określa temperaturę jej wierzchołków. Jest tak dlatego, bo chmury mają temperaturę otoczenia a temperatura otoczenia jest związana z wysokością - czym wyżej tym zimniej. Wysokie wierzchołki chmur konwekcyjnych pokazują na potencjalnie silne wiatry na powierzchni Ziemi, bo z prądami wstępującymi, wynoszącymi wierzchołki chmur, związane są też prądy zstępujące, tworzące szkwały. Burze występują w tropikach dość niechętnie same z siebie i trzeba je jakoś wymusić. Albo przez naprawdę dużą temperaturę oceanu, około 31 stopnia C – mówimy wtedy o wymuszaniu termodynamicznym. Albo przez konwergencję powietrza w dolnych warstwach atmosfery lub przez "zassanie powietrza od góry" – mówimy wtedy o wymuszaniu dynamicznym. Wierzchołki chmur są teraz w strefie konwergencji na około 10-12km. W Polsce to byłoby bardzo wysoko. Ale w atmosferze tropikalnej tropopauza – czyli koniec troposfery jest znacznie wyżej niż w Polsce, nawet na 16 kilometrach, więc naprawdę wysoka konwekcja byłaby jeszcze wyżej. Jednym z ciekawych sposobów oceny wysokości chmur są dane radarowe.

cloudsat

Dane z radaru CloudSat dla obszaru dzie jest jacht Gemini 3. CloudSat oblatuje ziemię w kosmosie i obserwuje wąski pas atmosfery patrząc w dół. Ponieważ jest to radar - jego wiązka mikrofalowa jest w stanie przeniknąć przez atmosferę (tak jak kuchenka mikrofalowa przenika przez kartofel) i pokazać przekrój pionowy odbijalności atmosfery. Ponieważ krople wody i kryształy odbijają w pewnym stopniu promieniowanie mikrofalowe to służy to do oceny intensywności chmur. M.in. dzięki tego typu danym można ocenić potencjał szkwałów na powierzchni Ziemi. Na dole po lewej stronie pokazane są dane dla obszaru na Ziemi w strefie konwergencji wiatrów pasatowych.

Na środku oceanu radarów nie ma, ale jest radar umieszczony na satelicie CloudSat, który od czasu do czasu leci nad konkretnym punktem w tropikach. Radar jest w przestrzeni kosmicznej więc świetnie widzi wierzchołki chmur, ale ma trudności z chmurami blisko Ziemi. Na zdjęciu jakie dodaję widać trajektorię lotu CloudSat nad Ziemią. W szczególności satelita przelatuje blisko równika koło Afryki, tam gdzie dziś jest Paszke. Widać strefę konwergencji tropikalnej koło 4N. Przekrój przez atmosferę (dolny rysunek po lewej)pokazuje rozległe wierzchołki chmur, przypominające kowadło – ze skoncentrowanym obszarem opadu przy powierzchni Ziemi i rozpływającą się chmurą na około 12km. Najwyższa część atmosfery na tym rysunku to około 30km. Opisuję tutaj tę część rysunku, która jest na szarym tle. Kolorowa linia pokazuje trajektorię Cloudsata.

 

Dla ekspertów:

Ucząc wstępu do fizyki atmosfery warto wykorzystywać CloudSat. Można pokazać podstawowe elementy modelu norweskiego cyklonów (chmury), przekroje przez cyklony tropikalne, ITCZ, itd. Dane są na
http://cloudsat.cira.colostate.edu/dpcstatusQL.php

wtorek, 20 grudnia 2011, pcirrus

Polecane wpisy

  • Chmury nocą

    Dziś omawiam najpiękniejszy artykuł dotyczący pomiarów satelitarnych chmur z ostatnich lat. Artykuł pojawił się dwa tygodnie temu. Napisał go Steve Miller, któr

  • Dookoła świata piasek

    Kilka dni temu, 12 grudnia 2011, Roman Paszke zaczął rejs dookoła świata na katamaranie Gemini 3. "Dzień 3. Nareszcie płynę tak jak planowaliśmy przez ostatnie

  • Dookoła świata

    Dostałem email od Roberta Janeckiego, że jacht Romana Paszke jest gotowy do rejsu i że Paszke może wypłynie z Lorient pod koniec listopada lub na początku grudn

Komentarze
akademiamarina
2013/01/12 21:23:20
Bardzo profesjonalnie opisane, można wyciągnąć wiele wartościowych informacji.
Dobrze ze sa jeszcze takie blogi
Bede zaglądał