Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 11 °C
Yağışlı

NASA SnowEx Kampanyası 2021’de Derinlere İniyor

27.02.2021
123
A+
A-
NASA SnowEx Kampanyası 2021’de Derinlere İniyor

Kışın ilk kar taneleri ister neşeyle doldursun ister inlemenizi sağlasın, kışın kar yağışı dünya çapında 1 milyardan fazla insan için içme, tarım ve hidroelektrik için çok önemli bir su kaynağıdır.

Yılın geri kalanında su yönetimi ve afete hazırlığı planlamak için hidrologların ve kaynak yöneticilerinin her kışın kar paketinin ne kadar su tuttuğunu bilmeleri gerekir. Şu anda, kar-su eşdeğeri veya SWE (“tatlı” olarak telaffuz edilir) olarak adlandırılan bu ölçümün kara veya havadan gözlemleri, dünya çapında yalnızca çok sınırlı sayıda yerde toplanmaktadır. Ancak NASA, gelecekte bu değerli kaynağı uzaydan izlemek için küresel bir uydu görevi başlatmayı umuyor.

SWE’yi oluşturan tüm kar özelliklerini ölçebilen bir görev tasarlamak için, bilim insanlarının hangi alet kombinasyonunu kullanacaklarına karar vermeleri gerekir, çünkü bunu hiçbir cihaz tek başına yapamaz. Yerde ve havada çeşitli aletler kullanarak derinlik, yoğunluk, tane boyutu ve sıcaklık gibi kar özelliklerini ölçen NASA’nın SnowEx saha kampanyasına katılın. Potansiyel bir NASA küresel kar görevi, birden fazla uzaktan algılama aletini, saha gözlemlerini ve modellerini birleştirecek ve SnowEx, iş için en iyi kombinasyonu keşfediyor.

Ölçüm zorluklarının üstesinden gelmek

Kar ölçümü basit görünebilir ancak her ortam uzaktan algılama cihazları için benzersiz zorluklar getirir. Örneğin, ormanlardaki kar yağışı dallara takılır veya ağaç örtüsünün altına düşer, bu da açık bir araziye düşen kardan uzaktan ölçüm yapmayı daha zor hale getirir.

SnowEx, bu farklılıkları derinlemesine incelemek için karı yerden ve havadan ölçer. Yer ve hava ekipleri, sonuçlarını karşılaştırmak için benzer ölçümler alır ve benzer cihazların farklı koşullar altında nasıl performans gösterdiğini ölçer.

SnowEx 2021 proje bilimcisi Carrie Vuyovich, “Havadan gözlemler, geniş bir alanda yüksek çözünürlüklü veriler toplamamıza izin vererek, bir uydudan çeşitli çözünürlüklerde ve uzamsal kapsamlarda alabileceğimiz uzaktan algılama gözlemlerinin simülasyonuna izin veriyor” dedi. NASA’nın Karasal Hidroloji Programı‘ndan bilim adamı ve NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi‘nde bir fizik bilimci. “Yer gözlemleri aynı uzamsal kapsama sahip değildir, ancak algılama tekniğini çok sayıda, farklı yerlerde doğrulamamıza izin verir ve küçük ayak izi yorumu basitleştirir.”

Kar ölçümü basit görünebilir, ancak her ortam enstrümanlar için benzersiz zorluklar getirir.
Örneğin, ormanlardaki kar yağışı dallara takılır veya ağaç örtüsünün altına düşer, bu da açık bir araziye düşen kardan uzaktan ölçüm yapmayı daha zor hale getirir.
SnowEx, bu farklılıkları derinlemesine incelemek için karı hem yerden hem de havadan ölçer.Katkı Sağlayanlar: NASA / Jessica Merzdorf

Bu yıl SnowEx ekibi, sonuçları karşılaştırmak ve doğrulamak için yerdeki aynı konumlar üzerinden benzer ve tamamlayıcı veriler toplarken kar derinliğini, SWE’deki değişiklikleri ve kar yüzeyinin albedosunu ölçmek için havadan lidar, radar ve görüntüleme sistemlerini konuşlandıracak. . Albedo, eriyiği modellemek için kritik bir kar özelliği olan bir yüzeyden yansıyan Güneş’ten gelen enerji oranıdır.

SnowEx 2021 kampanyasının üç ana hedefi vardır. İlk hedef, 2020 baharında COVID-19 tarafından kısa kesilen L-band InSAR havadan ölçüm zaman serisini tekrarlamaktır. (InSAR, kar derinliğini lidara benzer şekilde tahmin eden ve radarın ne kadar sürdüğüne ilişkin değişiklikleri izleyen bir radar tekniğidir. Jet Tahrik Laboratuvarı‘nın Issız Hava Aracı Sentetik Açıklık Radarı (UAVSAR) cihazı, bu yıl altı sahanın her birinde bir Gulf Stream 3 (G-3) uçağında uçacak. Ocak ortasından Mart sonuna kadar Idaho, Utah, Colorado ve Montana’da.

2022’de NASA ve Hindistan Uzay Araştırma Örgütü (ISRO), kara, su, buz ve daha fazlası dahil olmak üzere Dünya’nın yüzeyini incelemek için uzay tabanlı bir InSAR görevi olan NISAR’ı başlatacak. SnowEx’in InSAR keşifleri, NISAR ve diğer radar görevleriyle gelecekteki kar araştırmalarını bilgilendirecek. Ekip, yerdeki InSAR ölçümlerini doğrulamak için lidar kullanacaktır.

İkinci olarak, ekip albedo’yu incelemek için dalgaboyunun bir fonksiyonu olarak görünür ve kızılötesi radyasyonun yoğunluğunu ölçen bir alet olan bir spektrometre kullanacak. Albedo’yu spektrometrelerle ölçmek, Ulusal Bilimler, Mühendislik ve Tıp Akademileri’nin on yıllık anketinin bir parçası olarak Dünya’nın kara ve su ekosistemlerini daha iyi anlamak için araştırma girişimleri geliştiren NASA’nın Yüzey Biyolojisi ve Jeolojisi (SBG) çalışmasının bir bileşenidir. Bu, SnowEx’in doğrudan yüksek kaliteli albedo gözlemlerini hedeflediği ilk yıldır ve erime döneminde ormanlık, sarp arazilere odaklanacak. Ekip, bu gözlemleri toplamak için Mart ve Nisan aylarında NASA’nın Havadan Görünür / Kızılötesi Görüntüleme Spektrometresi Yeni Nesil veya AVIRIS-NG‘yi Colorado’da iki site üzerinden uçuracak.

2021 için üçüncü bir hedef, çayır manzaralarındaki kar özelliklerini araştırmaktır. Dağlardaki gibi aynı yaklaşımları kullanarak çayırlarda karı ölçmek, daha sığ derinlikleri nedeniyle zordur.

Vuyovich, “Kır manzaraları, uzaktan algılama yeteneklerimizdeki bir boşluk olarak tanımlanıyor” dedi. Alt tabaka – altındaki zemin – sinyalleri ve sığ karı ölçme yeteneğini etkiler. Ek olarak, o ortamdaki karın mekansal dağılımı diğer ortamlardan farklıdır ve ölçülmesi ve doğrulanması zor olabilir. Rüzgar, karların tarlalar, mahsuller, anızlar ve hendekleri içeren arazide yeniden dağıtılmasında önemli bir rol oynayarak derin sürüklenmeler ve çıplak yamalar bırakıyor.”

Ekipler yerde kar çukurları (yere kadar uzanan karda araba büyüklüğünde delikler) kazıyor ve çukur duvarlarındaki kar derinliğini, su içeriğini, sıcaklığı, yansımayı ve tane boyutunu ölçüyor. Kayaklardaki veya kar ayakkabılarındaki diğer ekip üyeleri, tarla spektrometreleri ile elde tutulan kar derinliği ve albedo ölçümlerini alır. Bir kar mikropenetrometresi kullanılarak, prob ucundaki kuvvetin ölçümleri, kar sertliği ve mikroyapısının ayrıntılı profillerini sağlar. Yer ekibi ayrıca kar özelliklerinin tipik bir uydu sensörü piksel alanı boyunca nasıl değiştiğini hızlı bir şekilde ölçmek için radar kullanıyor. Radar sistemleri kar motosikletlerine monte edilir veya kayak yaparken çekilir.

“Bu yıl, hava durumuna uyum sağlamamıza ve bu kalibrasyon ve doğrulama anketlerini havadan radarla hizalamamıza olanak tanıyan helikopter ve İHA tabanlı lidar anketleri gibi bazı yeni araçlarımız var. Boise Eyalet Üniversitesi’nde doçent olan ve SnowEx 2021’in ortak proje bilimcisi olan HP Marshall, “Düşük maliyetli uçuş platformları, sabit kanatlı bir uçaktan çok belirli bir alanda daha sık anket yapılmasına izin veriyor, bu da bu zaman serisi deneyi için önemlidir” dedi. Havadaki lidar, lazer darbelerini yüzeyden sekerek ve darbenin geri dönmesi için geçen süreyi ölçerek çalışır. Lidar, manzara boyunca zamanlamadaki farklılıkları takip ederek, aşağıdaki yüzeyin yüksekliği ve yapısının 3 boyutlu bir resmini oluşturur. Bilim adamları, kar olduğunda aynı bölgenin lidar ölçümlerini karşılaştırarak kar derinliğini hesaplayabilirler.

SnowEx’in modelleme araştırması, gözlemsel verileri toplamaya ek olarak, ekibin farklı arazilerde ve zamanda karın nasıl değiştiğini görmesine yardımcı olur.

Utah Üniversitesi’nde yardımcı doçent olan SnowEx ekip üyesi McKenzie Skiles, kar yüzeyinden yansıyan ışığı incelemek için bir hiperspektral görüntüleyici kullanıyor.
Bu, takıma kar bileşimi ve parçacık boyutu hakkında önemli bilgiler verir.
Kredi: NASA / McKenzie Skiles

Marshall, “Modelleme, uzaktan algılama ve yer gözlemlerindeki boşlukları dolduruyor” dedi. “Ormanlar gibi ölçülmesi zor alanlarda, modeller, ormandaki kar özelliklerinin tahminlerine izin vererek yağış modellerini tanımlamak için açık alanlarda uzaktan algılama gözlemlerini kullanabilir. Lidar gibi derinliği ölçen uzaktan algılama yaklaşımlarından bazıları, derinliğin SAD’ye dönüştürülmesine izin vermek için modellerin kar yoğunluğunu tahmin etmesini de gerektirir. Uzaktan algılamalı edinimler arasında, modeller kar koşullarını simüle etmeye devam ediyor. Modeller, kar özelliklerinin uzaktan algılama ve zemin gözlemlerinin mevcut olduğu zaman ve yerde sürekli olarak güncellenebilir – üç yaklaşımın tümü, kar koşullarının en iyi tahminlerini sağlamak için birlikte çalışır.”

Vuyovich, “İnsanlar modelleri farklı nedenlerle kullanıyor” dedi. “Su yöneticileri, karar almaya yardımcı olması için modelleri kullanabilir. NASA’nın Karasal Hidroloji Programı ve SnowEx çabaları, bir uydudan ihtiyacımız olanı tasarlamaya yardımcı olacak: hangi kapsama, zamansal frekans, doğruluk ve çözünürlük gerekli. Modeller, uzay temelli gözlemler arasında karşılaşabileceğimiz boşlukları doldurmamıza da yardımcı olabilir.”

Zorlu bir arazide gezinmek

Her kampanyanın sıralı bileşeninde, Amerika Birleşik Devletleri’nin batısındaki tesislerdeki SnowEx ekipleri, Aralık’tan Mayıs’a kadar haftalık olarak kar verilerini toplar. Normalde, bu çaba, diğer saha alanlarından daha geniş bir alanda iki veya üç haftalık yoğun bir yoğun veri toplama dönemiyle noktalanır. Ancak devam eden COVID-19 salgını sırasında ekipleri korumak için bu yılki kampanya sadece zaman serilerini içerecek. Her bölgede, yalnızca ana üslerinden 2 saatlik bir sürüş mesafesinde bulunan yerel ekipler, geceleme veya büyük gruplar halinde toplanma ihtiyacını ortadan kaldırmak için sınırlı bir alanda yer gözlemleri toplayacaktır.

Marshall, “Bu salgın bir dünya ve biz sanal olarak çok şey yapıyoruz” dedi. “Bunu yapabildiğimiz için, bunu güvenli bir şekilde yapabilecek yerel saha ekiplerimizin olması ve yine de karda gidebileceğimiz için heyecanlıyım. Kendini adamış yerel saha ekiplerimiz, birçok farklı devlet laboratuarından ve üniversiteden öğrenciler ve araştırmacılardan oluşuyor ve her hafta uçuşlarla aynı gün kendi alanlarında görev yapıyor.”

Çoğu yıl, NASA ve SnowEx, vatandaşların bilim çabalarını ve eğitim fırsatlarını desteklemek için yerel okullar ve kuruluşlarla ortaklık kuruyor, ancak bu yıl bu etkinlikler bloglar, videolar ve uzaktan veri toplama yoluyla sanal olarak gerçekleşecek. SnowEx’in birincil sosyal yardım ortağı, 35.000 K-12 öğrencisine ulaşan 70 sitenin bulunduğu ülke çapında bir program olan Winter Wildlands Alliance SnowSchool’dur. Bu yıl, K-12 öğrencilerinin pandemi sırasında kar hakkında bilgi edinmeye devam etmelerini sağlamak için sanal kar bilimi etkinlikleri ve geçmişte Kar Okulu’nda bulunan okullar için devam etkinlikleri geliştirdiler.

Vuyovich, “Bunun gerçekleşmesinden heyecan duyuyoruz” dedi. “Tüm bu zorluklarla birlikte, insanların sahaya çıkacağı ve ilerlemeye devam edebileceğimiz için heyecanlıyız. Burada DC’de fazla kar göremeyebilirim, bu yüzden bu fotoğraflar ve bloglar aracılığıyla dolaylı olarak yaşıyor olacağım.”

SnowEx 2021’i sahada takip etmek için https://blogs.nasa.gov/earthexpeditions/ adresini izleyin.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.