바다표면지형

Ocean surface topography
토펙스/포세이돈은 과학자들이 세계 대양의 대규모 현재 시스템을 연구하기에 충분한 정확도로 해양 지형을 지도할 수 있게 한 최초의 우주 임무였다. 이 이미지는 단지 TOPEX/포세이돈 데이터의 10일(1992년 10월 3일 ~ 10월 12일)에서 생성되었지만, 지난 100년 동안 수집한 선상 관측에 의해 식별된 현재의 시스템 대부분을 보여준다.

해양 동역학 지형이라고도 하는 해양 지표면 지형도나 해수면 지형은 지형도상에 그려진 지구 지표면의 언덕과 계곡과 비슷한 해면상의 높고 낮은 지형이다. 이러한 변화는 지구의 지형에 대한 평균 해수면 높이(SSH) 단위로 표현된다.[1] 해양 표면 지형을 측정하는 주된 목적은 대규모 해양 순환을 이해하는 것이다.

시간 변이

평균화되지 않거나 순간적인 해수면 높이(SSH)는 지구상작용하는 태양의 조력력에 의해 가장 분명히 영향을 받는다. 긴 시간 동안 SSH는 해양 순환의 영향을 받는다. 일반적으로 이러한 힘에 의한 SSH 이상은 전지구적 규모에서 ±1m(3ft) 미만으로 평균과 다르다.[2][3] 다른 영향으로는 온도, 염도, 조수, 파도, 그리고 대기압의 하중이 포함된다. 가장 느리고 가장 큰 변화는 대륙의 재배열, 해산의 형성, 암석의 다른 재분배에 의한 지구중력장(거대)의 변화 때문이다.

지구의 중력장은 퇴폐적으로 100년 주기로 비교적 안정적이기 때문에, 해양 순환은 SSH의 관측된 변화에 더 큰 역할을 한다. 온난화, 냉각 및 표면 풍력의 패턴의 계절적 주기 변화가 순환에 영향을 미치고 SSH에 영향을 미친다. SSH의 변동은 위성으로 측정할 수 있다.해수면 상승과 해양 열 저장과 같은 특성을 결정하는 데 사용되는 고도 측정(예: TOPEX/포세이돈).

적용들

바다 표면 지형은 해류를 지도화하는 데 사용되는데, 해류는 바다의 "힐"과 "밸리" 주위를 예측 가능한 방식으로 이동한다. 시계방향으로 회전하는 감각은 북반구의 "힐"과 남반구의 "밸리" 주변에서 발견된다. 코리올리 효과 때문이다. 반대로, 시계 반대 방향 회전 감각은 북반구의 "밸리"와 남반구의 "힐" 주변에서 발견된다.[4]

해양 표면 지형은 또한 어떻게 바다가 지구 기후의 중요한 구성 요소인 열을 지구로 이동시키는지, 그리고 지구 해수면의 변화를 감시하는 데에도 사용된다. 데이터의 수집은 해양과 그 해류에 대한 장기적인 정보에 유용하다. NASA 과학에 따르면, 이 데이터는 날씨, 기후, 항해, 어업 관리 및 연안 운영에 대한 이해를 제공하는 데에도 사용될 수 있다. 데이터에 대해 이루어진 관찰은 바다의 조수, 순환, 그리고 바다가 포함하고 있는 열의 양을 연구하는 데 사용된다. 이러한 관찰은 시간이 지남에 따라 날씨와 지구의 기후의 장단기적 영향을 예측하는 데 도움을 줄 수 있다.

측정

해수면 높이(SSH)는 레이더 펄스의 위성-표면 왕복 시간을 측정해 위성에서 목표 표면까지의 거리를 결정하는 고도 위성(altimetry satell)을 통해 계산된다.[5][6] 그리고 나서 위성은 그들의 궤도 고도와 수면 사이의 거리를 측정한다. 바다의 깊이가 다르기 때문에 근사치가 만들어진다. 이를 임의 기준 표면이라고 한다. 임의 기준 표면은 지구의 모양을 고려하도록 계산된 추정 표면이다. 지구의 일반적인 모양은 구형이지만, 북극과 남극에서 평평하게 되었다. 이 근사 표면을 기준 타원체라고 한다. 이를 통해 균일한 표면 레벨로 인해 데이터를 정확하게 수집할 수 있다. 위성의 고도는 기준 타원체와 관련하여 계산되어야 한다. 위성의 궤도 매개변수와 다양한 위치 측정 기구를 사용하여 계산한다. 해수면 높이는 기준 타원체와 고도 범위에 상대적인 위성의 고도 간 차이다. 그 위성은 극초단파 펄스를 바다 표면으로 보낸다. 펄스의 이동 시간은 바다 표면과 뒤로 상승하여 해수면 높이에 대한 데이터를 제공한다. 아래 이미지에서는 위성 Jason-1이 사용하는 측정 시스템을 볼 수 있다.[7]

위성 임무

Jason-1은 10일마다 지구 해양 지표 지형을 지도한다.

현재 지구 해양 지형을 계산하는 위성은 크라이오삿-2, 사랄, 제이슨-3, 센티넬-3A센티넬-3B, CFOSat, HY-2B와 HY-2C, 센티넬-6 마이클 프릴리치(제이슨-CS A라고도 한다) 등 9개다. Jason-3Sentinel-6 Michael Freilrich는 현재 지구 궤도를 도는 우주에 탠덤 회전으로 있다. 그들은 대략 330킬로미터 떨어져 있다.

바다 표면 지형은 심층에서의 온도염도를 선박으로 측정하는 것에서 얻을 수 있다. 그러나 1992년 이후, 토펙스/포세이돈에서 시작하여 제이슨-1, 제이슨-2 위성의 해양 표면 지형 임무, 제이슨-3, 그리고 현재 센티넬-6 마이클 프릴리히가 해면 높이를 직접 측정해 왔다. 이러한 측정치를 NASA의 그레이스와 ESA의 GOCE 임무에서 얻은 중력 측정과 결합함으로써 과학자들은 해수면 지형을 몇 센티미터 이내로 측정할 수 있다.

제이슨-1은 2001년 캘리포니아에서 보잉 델타 II 로켓에 의해 발사되었고, 토펙스/포세이돈 위성이 최초로 수집한 측정을 계속했으며, 이 측정은 1992년부터 2006년까지 궤도를 선회했다.[8] NASA와 프랑스 우주국 CNES는 이 임무의 공동 파트너다.

제이슨 위성의 주요 목표는 다양한 시간 요소와 해양 모델의 초기화를 위한 관련 메커니즘과의 상호작용을 더 잘 이해하기 위해 전 세계의 평균 해양 순환에 관한 데이터를 수집하는 것이다. 낮은 주파수 대양의 변동성을 감시하고, 엘니뇨와 라니냐와 같은 계절 주기 및 연차 변화를 관찰하기 위해, 북대서양 진동, 태평양 퇴폐 진동, 그리고 수개월에 걸쳐 대양을 가로지르는 행성 파동을 관찰하기 위해, 정확한 이타계 오보에 의해 장기간에 걸쳐 모델링될 것이다.배급량[8] 그것은 전체 해양에 영향을 미치는 메소스케일 해양의 가변성에 대한 관찰에 기여하는 것을 목표로 한다. 이 활동은 특히 서부 경계 해류 근처에서 격렬하다. 또한 해수면 데이터를 통해 지구 온난화의 큰 지표가 되기 때문에 평균 해수면도 모니터링하십시오. 비용 상호작용, 내부파 및 조력 에너지 방산과 같은 보다 장기적인 구성요소를 관찰하여 조수 모델링 개선. 마지막으로 위성 데이터는 대기의 과학적인 연구인 다른 종류의 해양 기상학을 지원하기 위한 지식을 제공할 것이다.

제이슨-2호는 2008년 6월 20일 반덴버그의 캘리포니아 부지에서 델타-2 로켓에 의해 발사되어 2019년 10월 10일 임무를 종료했다. 제이슨-3는 2016년 1월 16일 반덴버그에서 발사된 팰컨-9 스페이스X 로켓과 2020년 11월 21일 발사된 센티넬-6 마이클 프릴리히 로켓에 의해 발사되었다.

제이슨 위성 시리즈의 장기 목표는 해양 순환과 열 저장의 계절적 및 연도별 변화에 대한 글로벌한 설명을 제공하는 것이다.[9] 여기에는 엘니뇨, 라니나와 같은 단기 기후 변화에 대한 연구가 포함된다. 인공위성은 전지구 해수면 평균을 탐지하고 그 변동을 기록한다. 또한 퇴폐적 시간 척도에서 상층 해양 순환의 느린 변화를 10년마다 감지한다. 해양에서의 열과 탄소의 수송을 연구하고 깊은 수조를 연료로 하는 주요 구성 요소들을 조사한다. 위성 데이터 수집은 또한 현재 시간과 장기 연구에서의 풍속과 높이 측정을 개선하는 데 도움이 된다. 마지막으로 해양 지형에 대한 우리의 지식을 향상시키는 것이다.[9] 처음 제이슨-2가 사용된 7개월은 제이슨-1과 아주 가까운 거리에서 비행했다. 인공위성은 서로 1분밖에 떨어져 있지 않아 같은 해역을 관측했다. 관찰이 근접하게 된 이유는 교차 교정을 위해서였다. 이것은 두 개의 고도계에 어떤 치우침도 계산하기 위한 것이었다. 이 다개월의 관찰은 데이터에 치우침이 없고 두 데이터 모음이 일치한다는 것을 증명했다.[9]

해양, 호수, 강 등 지구의 모든 지표수의 지형을 세계 최초로 조사하기 위한 새로운 위성 임무가 제안되었다. 이 연구는 우주에서 온 지구의 담수체를 포괄적으로 관찰하고 그 어느 때보다도 상세한 해양 표면 측정을 제공하는 것을 목적으로 한다.[10]

참고 항목

참조

  1. ^ [대부분의 절대적 형태에서는 지리중심 반지름의 관점에서 표현될 수 있다.]
  2. ^ Stewart, R.H. (September 2008). Introduction To Physical Oceanography (PDF).
  3. ^ "Sea Surface Height Anomaly".
  4. ^ "TOPEX/Poseidon on-line tutorial. Part II". Ocean Surface Topography from Space. Jet Propulsion Laboratory. Archived from the original on 2008-09-16.
  5. ^ Chelton, Dudley B.; Ries, John C.; Haines, Bruce J.; Ru, Lee-Lueng; Callahan, Philip S. (2001). "Satellite Altimetry". In Fu, Lee-Lueng; Cazenave, Andy (eds.). Satellite altimetry and earth sciences : a handbook of techniques and applications. Academic Press. p. 1. ISBN 9780080516585.
  6. ^ Glazman, R. E.; Fabrikant, A.; Greysukh, A. (16 May 2007). "Statistics of spatial-temporal variations of sea surface height based on Topex altimeter measurements". International Journal of Remote Sensing. 17 (13): 2647–2666. doi:10.1080/01431169608949097. Retrieved 28 November 2018.
  7. ^ "정확성 향상을 위한 수정 - CNES." 정확성 개선을 위한 수정 - CNES. http://www.cnes.fr/web/CNES-en/3773-about-cnes.php에서 검색됨
  8. ^ a b Ménard, Yves; Fu, Lee-Lueng; Escudier, P.; Parisot, F.; Perbos, J.; Vincent, P.; Desai, S.; Haines, B.; Kunstmann, G. (21 June 2010). "The Jason-1 Mission Special Issue: Jason-1 Calibration/Validation". Marine Geodesy. 26 (3–4): 131–146. doi:10.1080/714044514. S2CID 129436213.
  9. ^ a b c Lambin, Juliette; Morrow, Rosemary; Fu, Lee-Lueng; Willis, Josh K.; Bonekamp, Hans; Lillibridge, John; Perbos, Jacqueline; Zaouche, Gérard; Vaze, Parag; Bannoura, Walid; Parisot, François; Thouvenot, Eric; Coutin-Faye, Sophie; Lindstrom, Eric; Mignogno, Mike (16 August 2010). "The OSTM/Jason-2 Mission". Marine Geodesy. 33 (sup1): 4–25. doi:10.1080/01490419.2010.491030. S2CID 128627477.
  10. ^ "Following the Water with the Ocean Surface Topography Mission". Surface Topography From Space. Jet Propulsion Laboratory. September 2008. Archived from the original on 2009-06-20.

외부 링크