ESA - Eduspace GR - Φυσικές καταστροφές - Άσκηση 1: Ελικοειδής τυφώνας Κατρίνα από τα επάνω τμήματα των σύννεφων έως τα ωκεάνια κύματα - συνέχισε

Άσκηση 1: Ελικοειδής τυφώνας Κατρίνα από τα επάνω τμήματα των σύννεφων έως τα ωκεάνια κύματα - συνέχισε

Page

b) Ωκεάνια κύματα - ASAR

Τα συστήματα ραδιοανίχνευσης και αποστασιομέτρησης (Radio Detection And Ranging - Radar) είναι ενεργοί αισθητήρες που παρέχουν τη δική τους πηγή ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας. Οι ενεργοί αισθητήρες ραντάρ εκπέμπουν ακτινοβολία ραδιοκυμάτων σε μια σειρά παλμών από μια κεραία. Όταν η ενέργεια φτάσει στο στόχο, κάποιο μέρος της ενέργειας αντανακλάται πίσω προς τον αισθητήρα. Αυτή η ακτινοβολία μικροκυμάτων οπισθοσκέδασης ανιχνεύεται, μετριέται και χρονομετράται. Ο χρόνος που απαιτείται για να ταξιδέψει η ενέργεια προς το στόχο και να επιστρέψει στον αισθητήρα καθορίζει την απόσταση ή το εύρος στο στόχο. Με την καταγραφή του εύρους και του μεγέθους της ενέργειας που αντανακλάται από όλους τους στόχους καθώς διέρχεται το σύστημα, μπορεί να παραχθεί μια δισδιάστατη εικόνα της επιφάνειας.

Επειδή το ραντάρ παρέχει τη δική του πηγή ενέργειας, μπορεί να ληφθούν εικόνες την ημέρα ή τη νύκτα. Η ενέργεια μικροκυμάτων επίσης μπορεί να διαπεράσει σύννεφα και τις περισσότερες περιπτώσεις βροχής, και έτσι αποτελεί αισθητήρα παντός καιρού. Επομένως έχει τη δυνατότητα να διαπεράσει τα επάνω τμήματα των σύννεφων του τυφώνα Κατρίνα.

Ανοίξτε την εικόνα ASAR του τυφώνα Κατρίνα. Εξετάστε πρώτα το ιστόγραμμά του και δείτε αν μπορείτε να κατανοήσετε το λόγο που το LEOWorks δεν έχει τη δυνατότητα να εμφανίζει σωστά την εικόνα.

Historgram of ASAR image

Ιστόγραμμα της εικόνας ASAR

Επειδή η ακτινοβολία οπισθοσκέδασης μετριέται με πολύ υψηλή ακρίβεια, οι τιμές pixel καλύπτουν ένα πολύ μεγαλύτερο εύρος τιμών σε σχέση με τις τιμές pixel των συνηθισμένων εικόνων 8-bit. Οι εικόνες 8-bit αποθηκεύουν τιμές pixel στο εύρος των (0 έως 255). Η ακρίβεια του οργάνου ASAR απαιτεί υψηλότερο εύρος τιμών pixel. Για να επιτραπεί ένα μεγαλύτερο εύρος τιμών pixel, τα pixel εικόνας ASAR αποθηκεύονται σε μορφή 32-bit (float32) και όχι σε 8-bit. Το εύρος των τιμών pixel που εμφανίζεται στο σύστημα προβολής LEOWorks είναι 0-255 (8-bit). Συνεπώς, δεν έχει τη δυνατότητα προβολής εικόνων 32-bit με ακρίβεια στην οθόνη του υπολογιστή σας.

Η επόμενη εργασία αποτελείται από την προβολή αυτής της εικόνας ραντάρ σε μια κλίμακα 8-bit με την εφαρμογή διαδραστικής επέκτασης.

Επιθεωρήστε την εικόνα ραντάρ τώρα.

1. Συγκρίνετε την εικόνα με ένα χάρτη σε έναν άτλαντα. Μπορείτε να εντοπίσετε την παράκτια γραμμή στο επάνω μέρος της εικόνας;

2. Περιγράψτε τον τρόπο που τα διαφορετικά χαρακτηριστικά του τυφώνα Κατρίνα εμφανίζονται στην εικόνα ραντάρ.

3. Χρησιμοποιώντας το εργαλείο μέτρησης, μετρήστε την απόσταση από το μάτι της Κατρίνα έως την ακτή. Πόσο μεγάλη είναι η διάμετρος του ματιού της Κατρίνα;

Σε αντίθεση με την εικόνα MERIS, δεν θα αναγνωρίσετε σύννεφα επειδή, όπως αναφέρεται παραπάνω, η ακτινοβολία μικροκυμάτων που χρησιμοποιείται από τους αισθητήρες ραντάρ μπορεί να διαπεράσει τα σύννεφα.

Τώρα έφτασε η ώρα να εξετάσουμε την επιφάνεια του ωκεανού κάτω από τον τυφώνα.

Για μία ακόμη φορά, προσπαθήστε να καταλήξετε σε συμπεράσματα από την κατεύθυνση του ελικοειδούς ωκεανού μέχρι την κατεύθυνση του ίδιου του ελικοειδούς τυφώνα.

Επειδή οι εικόνες ραντάρ (π.χ. που λήφθηκαν από το ASAR) δημιουργούνται με πολύ διαφορετικό τρόπο από τις οπτικές εικόνες (π.χ. που λήφθηκαν από το MERIS), πρέπει επίσης να ερμηνευτούν διαφορετικά.

Αντί να μετράται η ένταση της ανακλώμενης και εκπεμπόμενης ακτινοβολίας εντός μιας φασματικής ζώνης, μετριέται το τμήμα οπισθοσκέδασης του παλμού μικροκυμάτων που εκπέμπεται από τον ενεργό αισθητήρα. Οι υψηλές τιμές, δηλαδή τα φωτεινά pixel, υποδεικνύουν ότι γίνεται σκέδαση ενός σχετικά μεγάλο τμήματος, και αντίστροφα.

4. Τι αποκαλύπτει η φωτεινότητα του ωκεανού στην εικόνα ραντάρ για την τραχύτητα της επιφάνειας του ωκεανού;

Η ακόλουθη εικόνα μπορεί να σας βοηθήσει να απαντήσετε αυτή την ερώτηση.

Σχέση μεταξύ της κλίμακας του γκρι των εικόνων ραντάρ και της οπισθοσκέδασης των διαφορετικών στόχων

Όπως θα έχετε καταλάβει από την προηγούμενη ερώτηση, οι τραχιές επιφάνειες του ωκεανού εμφανίζονται φωτεινές σε μια εικόνα ραντάρ, ενώ οι ομαλές επιφάνειες ωκεανού εμφανίζονται σκούρες.

Για μία ακόμη φορά, εξετάστε τις τιμές της κλίμακας του γκρι του ματιού του τυφώνα και τα άκρα του ματιού με τη βοήθεια αυτών των πληροφοριών.

5. Μπορείτε να εξαγάγετε καμιά πληροφορίες για την ταχύτητα ανέμου στο μάτι της Κατρίνα;

Page

Last update: 3 June 2013

Κύματα θύελλας

• Εισαγωγή (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Disasters_GR/SEMLJS1YRYG_0.html)

Τυφώνας Κατρίνα

• Εισαγωγή (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Disasters_GR/SEM4KS1YRYG_0.html)

Ασκήσεις

• Άσκηση 1: Ελικοειδής τυφώνας Κατρίνα από τα επάνω τμήματα των σύννεφων έως τα ωκεάνια κύματα (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Disasters_GR/SEMSKS1YRYG_0.html)
• Άσκηση 2: Οπτικοποίηση και εξέταση πλημμυρισμένων περιοχών στη Νέα Ορλεάνη που προκλήθηκαν από τον τυφώνα Κατρίνα (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Disasters_GR/SEMKZW1YRYG_0.html)

Eduspace - Software

• LEOWorks 3 (http://esamultimedia.esa.int/multimedia/LEOWorks3.exe)

Eduspace - Download

• Envisat and SPOT data (zip) (http://esamultimedia.esa.int/images/EduSpace/LEOWorksdata.zip)

Σχετικοί σύνδεσμοι

• Hurricane Katrina - NOAA (http://www.katrina.noaa.gov/)
• Hurricane Katrina - Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Hurricane_Katrina)
• National Hurricane Center - NOAA (http://www.nhc.noaa.gov/)
• Storm surge overview - NOAA (http://www.nhc.noaa.gov/ssurge/ssurge_overview.shtml)
• Global Monitoring for Environment and Security - ESA (http://www.esa.int/esaLP/LPgmes.html)
• International Charter Space and Major Disasters (http://www.disasterscharter.org/)
• Tropical weather and hurricanes - Physicalgeography (http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7u.html)

Related articles

• Envisat sees whirling Hurricane Katrina from ocean waves to cloud tops (http://www.esa.int/esaCP/SEMB41A5QCE_index_0.html)