Sanayileşmenin başlangıcından bu yana çevremizin eskisinden daha hızlı değiştiği artık bir sır değil. Alman uydu görevleri TerraSAR-X ve TanDEM-X, 2007 ve 2010’dan bu yana çevremiz hakkında kapsamlı bilgi edinilebilecek benzersiz yer gözlem verileri sağlıyor. Dünyanın dört bir yanından bilimsel kullanıcılar, “TerraSAR-X ve TanDEM-X Bilim Buluşması” kapsamında verilerden elde edilen sonuçları paylaşmak ve geleceğin uzaktan algılama teknolojilerine yönelik gereksinimleri tartışmak üzere Oberpfaffenhofen’deki Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nde (DLR) bir araya geldi. “. formüle etmek 21-24 Ekim 2019 tarihleri arasında 100’den fazla sunumda en son araştırmalar açıklanacak. Buna eşlik eden TanDEM-X blogu, “Bilim Buluşması”ndan dersler sunuyor ve iki radar görevinden elde edilen verilerin dünya çapındaki araştırmacıları nasıl desteklediğini özetliyor.
“40 ülkeden 250’den fazla bilim insanının katılımı, her iki uydu misyonundan elde edilen verilere olan büyük ilginin kanıtıdır. Bugün 25’in üzerinde radar uydusu kullanımda olsa da, sadece benzersiz oluşum uçuşu ile TanDEM-X 3 boyutlu ve yüksek çözünürlüklü görüntü verebiliyor” diyen Prof. Dr.-Ing. DLR Yüksek Frekans Teknolojisi ve Radar Sistemleri Enstitüsü Direktörü ve TanDEM-X misyonunun Baş Araştırmacısı Alberto Moreira.
Araştırmadaki uygulamalar
Radar sensörleri, hava durumu ne olursa olsun, günün veya gecenin herhangi bir saatinde görüntü sağladıkları için yer gözlemi için özel bir öneme sahiptir. Uzaydan, yüz kilometreden daha uzun olan geniş alanları kaplayabilirler. Sivil radar uyduları TerraSAR-X ve TanDEM-X halen faaliyette ve birkaç yıl daha araştırma için kullanılabilir.
Uluslararası araştırma enstitüleri ve kuruluşları, örneğin depremler, volkanik patlamalar ve tsunamiler gibi doğal tehlikeleri analiz etmek için bugüne kadar mevcut olan verileri kullanır. Alman Yerbilimleri Araştırma Merkezi’nden (GFZ) Dr. Thomas Walter, “Yüksek çözünürlüklü ve uzun vadeli veri toplama planları, volkanik tehlikeleri araştırmak ve dolayısıyla gelişmiş bir erken uyarı sistemine katkıda bulunmak için çok önemlidir.”
22 Aralık 2018’de güçlü bir tsunami Endonezya’nın volkanik adası Krakatau’yu vurdu, yüzlerce kişiyi öldürdü ve Java ve Sumatra kıyı bölgelerini harap etti. Kötü hava koşulları ve yoğun volkanik aktivite nedeniyle yanardağın doğrudan görüntülenmesi mümkün olmadı ve ayrıntılar belirsizdi. Bu durumda TerraSAR-X radar gözleri, 2018’deki Anak Krakatau felaketinin neden olduğu derin değişikliklerin daha iyi anlaşılmasına yardımcı oldu. gerekli çözünürlük. Radar verilerini kullanan bilim adamları, çöküşün morfolojik ayrıntılarını değerlendirebildiler, adanın diğer kısımlarında çevresindeki artışı anlayabildiler ve yeni volkanik materyal yerleştikten sonra bölgeyi inceleyebildiler.
Ayrıntılı buzul gözlemi
Uzaydan görüntü, buzullardaki ve buz tabakalarındaki değişimler hakkında da çok kesin bilgiler sağlayabilir. Bazen şiddetli gelişmeler düzenli olarak gözlemlenmeli ve küresel ısınma bağlamında görülmelidir. TanDEM-X yükseklik modeli, gerçek bir veri hazinesi sağlar – Grönland ve Antarktika daha önce hiç bu kadar kapsamlı ve yüksek doğrulukla araştırılmamıştı.
Grönland’ın en hızlı buzulu Jakobshavn Isbrae, kuzey yarım küredeki en büyük buzdağı hacmini üretiyor. Son yirmi yılda, bu buzul hızını iki kattan fazla artırarak yalnızca 2000 ile 2010 yılları arasında deniz seviyelerini bir milimetre yükseltti. TerraSAR-X ve TanDEM-X uyduları, 2009 yılında bu buzulu yoğun bir şekilde izlemeye başlayarak muazzam ve beklenmedik hız değişimlerini ortaya çıkardı (şekle bakın).
“Yıllık değişime katkıda bulunan aynı süreçler, iklim ısınmaya devam ettikçe gelecekte buzulları hızlandırmaya devam edecek. Washington Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı Polar Bilim Merkezi’nden Ian Joughin, Grönland ve Antarktika buzullarının uzun vadeli uzaktan algılamalı uydu izlemesinin, deniz seviyelerinin dünyanın kıyı topluluklarını nasıl etkileyeceğini anlamak için bu nedenle çok önemli olmasının nedeni budur.
Küresel genel bakış: orman karbon stokları
Ormanlarımız ayrıca en önemli karbon depolarından biri olarak hareket ederek iklim üzerinde içsel bir etkiye sahiptir. Ormansızlaşma veya kesip yakma gibi değişiklikler hızla bir dengesizliğe yol açabilir. Ne kadar karbon depolanacağı, diğer şeylerin yanı sıra ağacın yüksekliğine bağlıdır. DLR ve NASA bilim adamları, benzersiz bir küresel orman yüksekliği haritası oluşturmak için çalışıyorlar: NASA bilim adamları, bölgesel olarak sınırlı ancak çok kesin orman yüksekliği verileri sağlayan GEDI sistemi (Global Ecosystem Dynamics Investigation) ile çalışıyorlar. DLR ekibi, TanDEM-X görevinden orman yüksekliği bilgisini oluşturur ve bu bilgi, verileri küresel olarak ancak daha az doğrulukla iletebilir. Bu iki veri setinin son derece hassas bir küresel orman yüksekliği ürünü oluşturmak için kesişmesi benzersizdir. Oberpfaffenhofen’deki “Bilim Buluşması”nda bu işbirliğinin ilk sonuçları gösterilecek.
Mikrodalgalar ve Radar Enstitüsü’nden DLR bilim adamı Kostas Papathanassiou, “Orman yüksekliklerini tam olarak bilmek, serbest karbondioksit tahmini için bölgesel ve küresel iklim modellerini önemli ölçüde geliştirecek” diye açıklıyor.
Geleceğe bakış: Tandem-L
Son derece yenilikçi radar görevi Tandem-L’nin amacı, önemli çevresel ve iklim parametrelerini küresel olarak ve yüksek zamansal çözünürlükle kaydetmektir: Her sekiz günde bir, iki radar uydusu dünyanın kara kütlesini üç boyutlu olarak haritalayacaktır. Sonuç olarak, Dünya üzerindeki dinamik süreçler derhal ve sistematik olarak kaydedilebilir. Deprem araştırmacıları ve risk analistleri, dünya yüzeyindeki deformasyonları milimetrik hassasiyetle takip edebilecekler. Kutup bölgelerindeki buzul hareketleri ve erime süreçleri düzenli ve dolayısıyla daha kesin olarak belirlenebilir. Üç radar sisteminden gelen yer gözlem verileri birbirini tamamlamalıdır.
Mevcut iki görevle karşılaştırıldığında, Tandem-L daha uzun bir dalga boyunda çalışacak. Yaklaşık 24 santimetrelik bir dalga boyu ile bitki örtüsüne nüfuz edilebilir ve böylece toprak altının yüzey yapıları görünür hale gelir. Polarimetrik SAR interferometrisi gibi yeni teknolojiler ve kayıt yöntemleri sayesinde, bir ormanın üç boyutlu olarak da haritası çıkarılabilir. Orman yükseklikleri bundan sonra hesaplanır ve biyokütle dolaylı olarak tahmin edilir – bu şimdiye kadar küresel düzeyde mümkün olmamıştır.
Misyonun ön araştırmalarına dahil olan çeşitli Helmholtz merkezlerinden bilim adamları şimdi sonuçlarını Oberpfaffenhofen’de sunuyor ve Tandem-L’nin çevre ile ilgili zorluklara yanıt vermede oynayabileceği kilit rolü tartışıyorlar. “TerraSAR-X ve TanDEM-X Bilim Buluşması” ile 250 uluslararası katılımcı, ortak araştırma ihtiyaçlarını belirlemek ve yer gözleminin geleceğini başlatmak için emrinde bir platforma sahip oluyor.
“40 ülkeden 250’den fazla bilim insanının katılımı, her iki uydu misyonundan elde edilen verilere olan büyük ilginin kanıtıdır. Bugün 25’in üzerinde radar uydusu kullanımda olsa da, sadece benzersiz oluşum uçuşu ile TanDEM-X 3 boyutlu ve yüksek çözünürlüklü görüntü verebiliyor” diyen Prof. Dr.-Ing. DLR Yüksek Frekans Teknolojisi ve Radar Sistemleri Enstitüsü Direktörü ve TanDEM-X misyonunun Baş Araştırmacısı Alberto Moreira.
Araştırmadaki uygulamalar
Radar sensörleri, hava durumu ne olursa olsun, günün veya gecenin herhangi bir saatinde görüntü sağladıkları için yer gözlemi için özel bir öneme sahiptir. Uzaydan, yüz kilometreden daha uzun olan geniş alanları kaplayabilirler. Sivil radar uyduları TerraSAR-X ve TanDEM-X halen faaliyette ve birkaç yıl daha araştırma için kullanılabilir.
Uluslararası araştırma enstitüleri ve kuruluşları, örneğin depremler, volkanik patlamalar ve tsunamiler gibi doğal tehlikeleri analiz etmek için bugüne kadar mevcut olan verileri kullanır. Alman Yerbilimleri Araştırma Merkezi’nden (GFZ) Dr. Thomas Walter, “Yüksek çözünürlüklü ve uzun vadeli veri toplama planları, volkanik tehlikeleri araştırmak ve dolayısıyla gelişmiş bir erken uyarı sistemine katkıda bulunmak için çok önemlidir.”
22 Aralık 2018’de güçlü bir tsunami Endonezya’nın volkanik adası Krakatau’yu vurdu, yüzlerce kişiyi öldürdü ve Java ve Sumatra kıyı bölgelerini harap etti. Kötü hava koşulları ve yoğun volkanik aktivite nedeniyle yanardağın doğrudan görüntülenmesi mümkün olmadı ve ayrıntılar belirsizdi. Bu durumda TerraSAR-X radar gözleri, 2018’deki Anak Krakatau felaketinin neden olduğu derin değişikliklerin daha iyi anlaşılmasına yardımcı oldu. gerekli çözünürlük. Radar verilerini kullanan bilim adamları, çöküşün morfolojik ayrıntılarını değerlendirebildiler, adanın diğer kısımlarında çevresindeki artışı anlayabildiler ve yeni volkanik materyal yerleştikten sonra bölgeyi inceleyebildiler.
Ayrıntılı buzul gözlemi
Uzaydan görüntü, buzullardaki ve buz tabakalarındaki değişimler hakkında da çok kesin bilgiler sağlayabilir. Bazen şiddetli gelişmeler düzenli olarak gözlemlenmeli ve küresel ısınma bağlamında görülmelidir. TanDEM-X yükseklik modeli, gerçek bir veri hazinesi sağlar – Grönland ve Antarktika daha önce hiç bu kadar kapsamlı ve yüksek doğrulukla araştırılmamıştı.
Grönland’ın en hızlı buzulu Jakobshavn Isbrae, kuzey yarım küredeki en büyük buzdağı hacmini üretiyor. Son yirmi yılda, bu buzul hızını iki kattan fazla artırarak yalnızca 2000 ile 2010 yılları arasında deniz seviyelerini bir milimetre yükseltti. TerraSAR-X ve TanDEM-X uyduları, 2009 yılında bu buzulu yoğun bir şekilde izlemeye başlayarak muazzam ve beklenmedik hız değişimlerini ortaya çıkardı (şekle bakın).
“Yıllık değişime katkıda bulunan aynı süreçler, iklim ısınmaya devam ettikçe gelecekte buzulları hızlandırmaya devam edecek. Washington Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı Polar Bilim Merkezi’nden Ian Joughin, Grönland ve Antarktika buzullarının uzun vadeli uzaktan algılamalı uydu izlemesinin, deniz seviyelerinin dünyanın kıyı topluluklarını nasıl etkileyeceğini anlamak için bu nedenle çok önemli olmasının nedeni budur.
Küresel genel bakış: orman karbon stokları
Ormanlarımız ayrıca en önemli karbon depolarından biri olarak hareket ederek iklim üzerinde içsel bir etkiye sahiptir. Ormansızlaşma veya kesip yakma gibi değişiklikler hızla bir dengesizliğe yol açabilir. Ne kadar karbon depolanacağı, diğer şeylerin yanı sıra ağacın yüksekliğine bağlıdır. DLR ve NASA bilim adamları, benzersiz bir küresel orman yüksekliği haritası oluşturmak için çalışıyorlar: NASA bilim adamları, bölgesel olarak sınırlı ancak çok kesin orman yüksekliği verileri sağlayan GEDI sistemi (Global Ecosystem Dynamics Investigation) ile çalışıyorlar. DLR ekibi, TanDEM-X görevinden orman yüksekliği bilgisini oluşturur ve bu bilgi, verileri küresel olarak ancak daha az doğrulukla iletebilir. Bu iki veri setinin son derece hassas bir küresel orman yüksekliği ürünü oluşturmak için kesişmesi benzersizdir. Oberpfaffenhofen’deki “Bilim Buluşması”nda bu işbirliğinin ilk sonuçları gösterilecek.
Mikrodalgalar ve Radar Enstitüsü’nden DLR bilim adamı Kostas Papathanassiou, “Orman yüksekliklerini tam olarak bilmek, serbest karbondioksit tahmini için bölgesel ve küresel iklim modellerini önemli ölçüde geliştirecek” diye açıklıyor.
Geleceğe bakış: Tandem-L
Son derece yenilikçi radar görevi Tandem-L’nin amacı, önemli çevresel ve iklim parametrelerini küresel olarak ve yüksek zamansal çözünürlükle kaydetmektir: Her sekiz günde bir, iki radar uydusu dünyanın kara kütlesini üç boyutlu olarak haritalayacaktır. Sonuç olarak, Dünya üzerindeki dinamik süreçler derhal ve sistematik olarak kaydedilebilir. Deprem araştırmacıları ve risk analistleri, dünya yüzeyindeki deformasyonları milimetrik hassasiyetle takip edebilecekler. Kutup bölgelerindeki buzul hareketleri ve erime süreçleri düzenli ve dolayısıyla daha kesin olarak belirlenebilir. Üç radar sisteminden gelen yer gözlem verileri birbirini tamamlamalıdır.
Mevcut iki görevle karşılaştırıldığında, Tandem-L daha uzun bir dalga boyunda çalışacak. Yaklaşık 24 santimetrelik bir dalga boyu ile bitki örtüsüne nüfuz edilebilir ve böylece toprak altının yüzey yapıları görünür hale gelir. Polarimetrik SAR interferometrisi gibi yeni teknolojiler ve kayıt yöntemleri sayesinde, bir ormanın üç boyutlu olarak da haritası çıkarılabilir. Orman yükseklikleri bundan sonra hesaplanır ve biyokütle dolaylı olarak tahmin edilir – bu şimdiye kadar küresel düzeyde mümkün olmamıştır.
Misyonun ön araştırmalarına dahil olan çeşitli Helmholtz merkezlerinden bilim adamları şimdi sonuçlarını Oberpfaffenhofen’de sunuyor ve Tandem-L’nin çevre ile ilgili zorluklara yanıt vermede oynayabileceği kilit rolü tartışıyorlar. “TerraSAR-X ve TanDEM-X Bilim Buluşması” ile 250 uluslararası katılımcı, ortak araştırma ihtiyaçlarını belirlemek ve yer gözleminin geleceğini başlatmak için emrinde bir platforma sahip oluyor.