QuikSCAT – NOAA:n scatterometri-satelliitti valtamerten tuuliseurantaan
QuikSCAT: NOAA:n scatterometri-satelliitti seuraa valtamerten pintatuulia ja hurrikaaniriskiä — tilanne, riskit ja varasuunnitelmat kattavasti artikkelissa.
QuikSCAT (Quick Scatterometer) on maanhavainnointisatelliitti, joka toimittaa NOAA:lle tietoja tuulen nopeudesta ja suunnasta valtamerten yllä. Kyseessä oli "nopean palautumisen" tehtävä, jolla pyrittiin täyttämään kesäkuussa 1997 kadonneen NASA Scatterometerin (NSCAT) tietojen menetyksen aiheuttama aukko. Satelliitti lensi aurinkosynkronisella matalan maan kiertoradalla ja tarjosi laajoja, toistuvia pintatuulikartoituksia joka päivä.
Mitä QuikSCAT mittasi ja miten
QuikSCATin pääinstrumentti, SeaWinds-sirontamittari, lähetti mikroaaltosignaaleja merenpintaan ja mittasi takaisin heijastuvan tehon (backscatter). Takaisinheijastuksen voimakkuudesta ja ilmakerrointen vaikutuksista pystyttiin johtamaan pintatuulen suunta ja nopeus. Instrumentti tarjosi laajan peiton (useiden satojen tai yli tuhannen kilometrin vesisuunnan sahanteräpeitto) ja käytännössä päivittäisen katteen suurimmalle osalle valtameristä.
Käyttötarkoitukset
QuikSCATin tiedot ovat olleet tärkeitä muun muassa:
- sääennusteissa ja hurrikaanien sekä trooppisten syklonien seurantaan;
- meriliikenteen reittisuunnittelussa ja turvallisuusvaroituksissa;
- meridynamiikan ja ilmasto- sekä merentutkimuksen mallinnuksessa (esimerkiksi tuulijännityksen ja Ekman-virtausten arvioinneissa);
- paikallisten tuulien ja tuuliherkkyyksien kartoittamisessa sekä satelliitti- ja alusmittausten vertailussa.
Tekniset rajoitteet ja virhelähteet
Scatterometrimenetelmä ei ole täysin ongelmaton: voimakas sade heikentää signaalia ja voi johtaa virheellisiin tuloksiin, erityisesti trooppisissa sykloneissa. Myös rannikkoalueilla ja jäätä lähestyvissä olosuhteissa mittaustarkkuus heikkenee. Lisäksi takaisinheijastuksen muuttaminen tuuliarvoiksi edellyttää geofysikaalisten mallien käyttöä, mikä tuo lisäepävarmuutta.
Toimintahistoria ja häiriöt
QuikSCAT laukaistiin 1999 ja se palveli ilmakehän ja merenpinnan tuulimittausta useita vuosia. Koska NSCATin seuraajaksi tarkoitettu ADEOS II -satelliitti epäonnistui vuonna 2003, QuickSCAT oli pitkään ainoa Yhdysvaltojen omistama mittalaite, joka mittasi pintatuulia valtamerten yllä. Euroopan avaruusjärjestöllä on kiertoradalla omia sirontamittareita, kuten Envisat.
Satelliitti kohtasi kuitenkin useita teknisiä ongelmia vuosien varrella. Se toimi jonkin aikaa varalähettimellä ja instrumentissa ilmeni muita vikoja, mikä lisäsi riskiä siitä, että mittausten jatkuvuus katkeaa. Kun satelliitin toimintakunto heikentyi, oli olemassa todellinen vaara siitä, että erityisesti trooppisia sykloneita ja hurrikaaneja koskevat sääennusteet menettävät arvokasta aistintietoa.
Poliittinen ja hallinnollinen kiista
Kesäkuun 2007 alussa Floridassa sijaitsevan kansallisen hurrikaanikeskuksen johtaja Bill Proenza joutui arvostelun kohteeksi, koska hän arvosteli NOAA:n esimiehiään siitä, että nämä eivät olleet laatineet varasuunnitelmaa tämän satelliitin tarjoamien mahdollisuuksien korvaamiseksi. Kiista nosti julkiseen keskusteluun sen, kuinka riippuvaisia sääpalvelut voivat olla yhdestä ainoasta mittalaitteesta ja miten varajärjestelyt tulisi ennakkoon suunnitella.
Korvaavat järjestelmät ja nykytilanne
QuikSCATin ongelmat kiinnittivät huomiota tarvetta monipuolistaa satelliittiaineistoa. Sittemmin vastaavia mittauksia on alettu tuottaa muilta toimijoilta: Euroopan ASCAT-sirontamittarit (osana MetOp-sarjaa) ja joitakin muiden maiden instrumentteja ovat vähentäneet yksittäiseen satelliittiin liittyvää riskiä. Myös kaupalliset ja kansainväliset havainnointipalvelut ovat laajentaneet tarjontaa.
Vaikka QuikSCAT tarjosi vuosien ajan arvokasta tietoa, sen tekninen ikääntyminen ja lopulta instrumenttiviat korostivat jatkuvan, monilähteisen havaintoinfrastruktuurin merkitystä merten tuulten seurannassa ja sään ennustamisessa.
Kysymyksiä ja vastauksia
Kysymys: Mikä on QuikSCAT-satelliitti?
A: QuikSCAT (Quick Scatterometer) on maanhavainnointisatelliitti, joka toimittaa NOAA:lle tietoja tuulen nopeudesta ja suunnasta valtamerten yllä.
Q: Miksi QuikSCAT-ohjelma luotiin?
V: Se luotiin täyttämään aukko, joka syntyi kesäkuussa 1997 kadonneen NASA:n hajamittarin (NSCAT) tietojen menettämisestä.
K: Millaisella kiertoradalla QuikSCAT on?
V: QuikSCAT on aurinkosynkronisella matalalla Maan kiertoradalla.
K: Miksi QuikSCAT on tällä hetkellä tärkeä?
V: Koska NSCATin seuraajaksi tarkoitettu ADEOS II -satelliitti epäonnistui vuonna 2003, QuikSCAT on tällä hetkellä ainoa Yhdysvaltojen omistama kiertoradalla oleva laite, joka mittaa pintatuulia valtamerten yllä.
K: Mikä on Envisat?
V: Envisat on Euroopan avaruusjärjestön omistama sirontamittari, joka on myös kiertoradalla.
K: Mikä on Envisatin ongelma tekstin kirjoittamishetkellä?
V: Tekstin laatimishetkellä Envisat toimi varalähettimellä ja sillä oli muita ongelmia, ja se saattoi pettää milloin tahansa, mikä vaaransi mahdollisesti vaarallisia trooppisia pyörremyrskyjä koskevat sääennusteet.
K: Miksi Floridassa sijaitsevan kansallisen hurrikaanikeskuksen johtaja Bill Proenza joutui kesäkuun 2007 alussa tulituksen kohteeksi?
V: Hän arvosteli NOAA:n esimiehiään siitä, että he eivät olleet laatineet varasuunnitelmaa Envisat-satelliitin tarjoamien mahdollisuuksien korvaamiseksi. Envisat-satelliitissa oli ongelmia, jotka saattoivat vaikuttaa vaarallisia trooppisia sykloneita koskeviin sääennusteisiin.
Etsiä