Frage:
Wie funktioniert die Fernerkundung von Meeresströmungen?
Semidiurnal Simon
2014-04-16 20:10:46 UTC
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Mir ist bekannt, dass es Techniken zur Messung von Oberflächenströmen mit HF-Radar gibt, entweder aus landgestützten Installationen oder aus dem Weltraum.

Wie funktionieren diese? Ich habe in der Vergangenheit angenommen, dass es sich um eine Art Dopplersystem handelt, aber wenn ich damit recht habe, wie werden Ströme von Wellen getrennt?

Keine vollständige Antwort, aber wir können Salzgehalt, Winde und Wellen aus dem Weltraum messen, aber nur an der Oberfläche.
Haben Sie in Bezug auf HF-Radar http://www.codar.com/intro_hf_radar.shtml bemerkt? Vielleicht ist auch [Paduan and Graber (1997)] (http://www.tos.org/oceanography/archive/10-2_paduan1.html#view) von Interesse.
@TorbjørnT. hah, du hast ganz recht, es gibt eine anständige Erklärung auf der Seite, die ich verlinkt habe! Ich werde als Antwort zusammenfassen ...
Zwei antworten:
#1
+13
Joe Kington
2014-04-16 22:37:43 UTC
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Ich bin nicht mit landgestützten Methoden vertraut, aber für globale Messungen besteht eine Methode darin, Satellitenaltimetrie zu verwenden (ich bin mit der Geodäsieseite besser vertraut, aber viele der gleichen Satelliten werden verwendet). Ich denke, viele der aktuellen Methoden interpolieren globale oder regionale Strömungen aus einem spärlichen Netzwerk von Bojen. Je mehr Radarsatelliten gestartet werden, desto häufiger werden Satellitenmessungen der Meeresoberflächenströmungen durchgeführt.

Satellitenbasierte Radaraltimetrie im globalen Maßstab misst die durchschnittliche Höhe der Meeresoberfläche über einige Kilometer (die genaue Menge hängt von der Wellenlänge des verwendeten Radarbandes ab). Über diese Entfernung heben sich die Wellen auf, sodass die Messung auf wenige Zentimeter genau ist. (Dies wird durch die Verwendung der Bewegung des Satelliten zur Bildverbesserung unterstützt, die als Radar mit synthetischer Apertur (SAR) bezeichnet wird.)

Oberflächenströme im Ozean stehen in direktem Zusammenhang mit der Neigung der Meeresoberfläche. (Auf den Skalen, mit denen wir arbeiten, heben sich wieder windgeformte Wellen auf.)

Sobald Sie eine genaue Momentaufnahme der Höhe des Ozeans erhalten haben, können Sie die Richtung und Größe der Oberfläche berechnen Ströme. (Beachten Sie, dass dies nur die Oberflächenströmungen sind! Tiefsee-Strömungen sind eine ganz andere Materie.)

Auf diese Weise kartieren wir auch den Meeresboden grob aus dem Weltraum. (Zum Beispiel Sandwell & Smiths umfangreiche Arbeit: http://topex.ucsd.edu/WWW_html/mar_topo.html)

Die durchschnittliche Höhe der Meeresoberfläche in Bezug auf Erdmittelpunkt folgt dem Geoid (per Definition).

Seamounts auf dem Meeresboden verursachen eine Vorstörung im Geoid über ihnen. Wasser "bündelt" sich effektiv um Seamounts (oder besser gesagt, die Oberfläche des Gravitationsäquipotentials "bündelt" sich über dem Seamount).

Durch wiederholtes Messen der Meeresoberfläche (über mehrere Jahre) können wir den Effekt von Oberflächenströmen entfernen und ein genaues Bild davon erhalten, wie das Geoid über dem Ozean aussieht. Sie können dies dann verwenden, um Wassertiefen über den Ozeanen auf einer räumlichen Skala von ~ 1 Kilometer vorherzusagen.

Um Oberflächenströme zu berechnen, benötigen Sie diese Informationen zunächst. Die Oberflächenströme werden als Abweichungen von dieser Messung des Geoids berechnet

#2
+6
Semidiurnal Simon
2014-04-17 10:49:13 UTC
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Joe Kington hat eine hervorragende Antwort für die Erfassung aus dem Weltraum geliefert. Torbjørn T. wies in einem Kommentar darauf hin, dass die Site, die ich für den Kontext verlinkt habe, tatsächlich eine gute Erklärung hat ... also werde ich nach leichtem Erröten zusammenfassen hier. Menschen mit mehr Fachwissen können natürlich gerne Missverständnisse ausarbeiten oder korrigieren. Übrigens war es für mich eine Überraschung zu erkennen, dass die land- und weltraumbasierten Methoden völlig unterschiedliche Techniken sind - also hätte dies vielleicht der Fall sein müssen Zwei Fragen.

Eine gute Erklärung finden Sie unter http://www.codar.com/intro_hf_radar.shtml. Zusammenfassend:

Die Meeresoberfläche mit ihren Wellen wirkt analog zu einem Beugungsgitter. Bei Beleuchtung mit HF-Radar wird nur eine bestimmte Frequenz in Richtung des Senders zurückgegeben, und diese bestimmte Frequenz entspricht Wellen einer bestimmten Wellenlänge, die sich direkt zum Sender hin oder von diesem weg bewegen. Diese Wellenlänge ist eine, die immer in vorhanden ist der Ozean (und vermutlich immer in jeder Fahrtrichtung auf einem bestimmten Niveau vorhanden?).

Wenn wir tiefes Wasser annehmen, weil wir die Wellenlänge und Frequenz der Welle kennen, können wir ihre Geschwindigkeit berechnen. Wir können seine Geschwindigkeit auch aus der Dopplerverschiebung in der Radarrückkehr erhalten. Jeder Unterschied zwischen den beiden muss auf Oberflächenströme zurückzuführen sein.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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