Orkanen Rita, tatt 22. september. Bildekreditt: ESA. Klikk for å forstørre.
Da orkanen Rita kom inn i Mexicogulfen, var ESAs Envisat-satellittens radar i stand til å stikke gjennom virvlende skyer for å direkte vise hvordan uværet kverner havoverflaten. Dette bildet er da blitt brukt til å utlede Ritas vindfelthastigheter.
Envisat anskaffet dette Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR) -bildet på 0344 UTC den 22. september (2345 21. september i USAs østlige sommertid), da orkanen Rita passerte vest for Florida og Cuba. Bildet ble anskaffet i Wide Swath Mode med en oppløsning på 150 meter. Envisats optiske Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS) blir også brukt til å observere stormen i løpet av dagslys, og gi tilbake detaljer om skyens struktur og trykk.
Spesielt store bølger blir sett rundt øyet av orkanen Rita i radarbildet. ASAR måler tilbakespredningen, som er et mål på ujevnheten på havoverflaten. På et grunnleggende nivå betyr lyse områder av radarbildet høyere tilbakespredning på grunn av overflatens ruhet. Denne ujevnheten er sterkt påvirket av det lokale vindfeltet, slik at radarens tilbakespredning kan brukes til å måle vinden.
Så Center for Southeastern Tropical Advanced Remote Sensing ved University of Miami brukte dette ASAR-bildet for å beregne hastigheten på orkanen Ritas overflatevindfelt? som viser maksimale vindhastigheter på over 200 kilometer i timen.
"Den mest detaljerte informasjonen om orkanens dynamikk og egenskaper er hentet fra dedikerte flyreiser med orkanjegerfly," forklarer Hans Graber fra CSTARS. “Imidlertid kan ikke disse flyoppdragene alltid finne sted. Fjernstyring via satellitt gir en kritisk alternativ tilnærming.
"Det er avgjørende for værmeldere å få pålitelig karakterisering av øyeveggdimensjonen og radiene for kuling-tropisk storm- og orkanstyrkevind for å gi dyktige prognoser og advarsler. Satellittbaserte observasjoner vil lette bedre forståelse av orkanutvikling og intensivering.
"Radarbilder trenger gjennom skyer og kan lett oppdage øyeutskiftningssyklusen til orkaner som er forløpere for ytterligere intensivering."
Rita var en maksimal kategori fem på Saffir-Simpson Hurricane Scale da ASAR-bildet ble anskaffet. Da den fortsetter vestover gjennom Mexicogulfen, har den svekket seg til en fortsatt farlig kategori fire. Rita forventes å falle ved Gulfkysten i løpet av morgenen 24. september.
ERS-2 blir med i Rita-observasjoner
Samme dag som Envisat skaffet seg sitt ASAR-bilde av Rita, gjorde søsterens romfartøy ERS-2 også komplementære observasjoner av orkanens underliggende vindfelt ved hjelp av radarspredometer.
Dette instrumentet fungerer ved å skyte av en trio av høyfrekvente radarstråler ned mot havet, for deretter å analysere mønsteret til tilbakespredning som reflekteres opp igjen. Vindstyrte krusninger på havoverflaten endrer radarspredningen, og etter hvert som energien i disse krusningene øker med vindhastighet, øker også ryggspredningen også. Scatterometerresultater muliggjør måling av ikke bare vindstyrke, men også retning over vannoverflaten.
Det som gjør ERS-2s spredningsmåler spesielt verdifull, er at C-båndets radarfrekvens er nesten upåvirket av kraftig regn, slik at det kan returnere nyttige vinddata selv fra hjertet av de heftigste stormene? og er den eneste scatterometer av denne typen som for tiden er i bane.
ERS-2 Scatterometer-resultatene for orkanen Rita sett her er blitt behandlet av Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI). De blir også rutinemessig assimilert av European Center for Medium-Range Weather Forecasting (ECMWF) i sine avanserte numeriske modeller som brukes til meteorologiske prediksjoner.
"Scatterometerdata fra ERS-2-plattformen gir vindkvalitet av høy kvalitet i nærheten av tropiske sykloner," uttaler Hans Hersbach fra ECMWF. "For en orkan som Rita, gjør kombinasjonen av slike observasjoner med [in-situ] dropsonde-data analysesystemet ved ECMWF til å produsere en forbedret prognose."
Et annet Envisat-instrument kalt Radar Altimeter-2 bruker radarpulser for å måle havoverflatehøyde (SSH) ned til en nøyaktighet på noen få centimeter.
Radar altimetri nær sanntid er et kraftig verktøy for å overvåke en orkanens fremgang og forutsi potensiell innvirkning. Dette er fordi anomalier i SSH kan brukes til å identifisere varmere havfunksjoner som varme kjerneringer, virvler og strømmer.
Den amerikanske nasjonale Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) benytter seg av Envisat RA-2-resultater sammen med de fra andre rombårne høydemetre for å kartlegge slike regioner av ‘tropisk syklonvarmepotensial’ (TCHP) og forbedre nøyaktigheten til orkanen Rita-prognoser.
Å observere orkaner
En orkan er i utgangspunktet en stor, kraftig storm sentrert rundt en sone med ekstremt lavtrykk. Sterk overflatevind og lavt nivå med kraftig nedbør kombinerer kraftige oppdateringer og utstrømmer av fuktig luft i større høyder, med energi frigitt som regnfull tordenvær.
Envisat har både optiske instrumenter og radarinstrumenter, noe som gjør det mulig for forskere å observere skyatmosfære og trykk i den høye atmosfæren i det synlige og infrarøde spekteret, samtidig som de bruker radarspredning for å måle ujevnheten på havoverflaten og dermed avlede vindfeltene rett over den.
Disse vindene som konvergerer på stormens lavt trykk øye, er det som til slutt bestemmer de spiralende skymønstrene som er karakteristiske for en orkan.
Ytterligere Envisat-instrumenter kan brukes til å ta temperaturen i det varme havvannet som styrker storm i løpet av den årlige atlantiske orkansesongen, sammen med havhøyde-anomalier relatert til varme øvre havfunksjoner.
Originalkilde: ESA News Release
Her er noen bilder fra orkaner.
