Orkanen Rita, taget den 22. september. Billedkredit: ESA. Klik for at forstørre.
Da orkanen Rita trådte ind i Mexicogolfen, var ESAs Envisat-satellits radar i stand til at gennembore gennem hvirvlende skyer for direkte at vise, hvordan stormen kaster havoverfladen. Dette billede er derefter blevet brugt til at udlede Ritas vindfelthastigheder.
Envisat erhvervede dette Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR) -billede på 0344 UTC den 22. september (2345 den 21. september i USAs østlige sommertid), da orkanen Rita passerede vest for Florida og Cuba. Billedet blev erhvervet i Wide Swath Mode med en opløsning på 150 meter. Envisats optiske Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS) bruges også til at observere stormen i dagslys og returnere detaljer om dens skystruktur og tryk.
Især store bølger ses rundt om øjet af orkanen Rita i radarbilledet. ASAR måler bagudspredningen, som er et mål for ujævnheden på havoverfladen. På et grundlæggende niveau betyder lyse områder af radarbilledet højere tilbagespredning på grund af overfladeruhed. Denne ujævnhed er stærkt påvirket af det lokale vindfelt, så radarens tilbagespredning kan bruges til at måle vinden.
Så Center for sydøstlige tropiske avancerede fjernstyring ved University of Miami brugte dette ASAR-billede til at beregne hastigheden på orkanen Ritas overfladevindfelter? viser maksimale vindhastigheder på over 200 kilometer i timen.
”Den mest detaljerede information om orkanens dynamik og egenskaber opnås fra dedikerede flyvninger med orkanjægerfly,” forklarer Hans Graber fra CSTARS. ”Imidlertid kan disse flyrejser ikke altid finde sted. Fjernbetjening via satellit giver en kritisk alternativ tilgang.
”Det er kritisk for vejrprognoser at opnå pålidelig karakterisering af øjenvægsdimensionen og radierne af kulde- tropisk storm- og orkanstyrkevind for at give dygtige prognoser og advarsler. Satellitbaserede observationer vil lette bedre forståelse af orkanudvikling og intensivering.
"Radarbilleder trænger gennem skyer og kan let registrere øjenudskiftningscyklussen for orkaner, der er forløbere for yderligere intensivering."
Rita var en maksimal kategori fem på Saffir-Simpson Hurricane Scale, da ASAR-billedet blev erhvervet. Da det fortsætter vest gennem Mexicogolfen, er det svækket til en stadig farlig kategori fire. Rita forventes at blive landfaldet på Golfkysten i løbet af morgenen den 24. september.
ERS-2 deltager i Rita-observationer
Samme dag erhvervede Envisat sit ASAR-billede af Rita, og søsterens rumfartøj ERS-2 gjorde også komplementære observationer af orkanens underliggende vindfelter ved hjælp af dens radarspredometer.
Dette instrument fungerer ved at skyde en trio af højfrekvente radarstråler ned til havet og derefter analysere mønsteret for tilbagespredning, der reflekteres igen. Vinddrevne krusninger på havoverfladen ændrer radarspredningen, og efterhånden som energien i disse krusninger øges med vindhastighed, øges også backspredningen. Scatterometer-resultater muliggør måling af ikke kun vindhastighed, men også retning over vandoverfladen.
Hvad der gør ERS-2's scatterometer specielt værdifuldt er, at dens C-bånd radarfrekvens næsten ikke er påvirket af kraftigt regn, så det kan returnere nyttige vinddata selv fra hjertet af de voldsomme storme? og er det eneste scatterometer af denne type, der i øjeblikket er i kredsløb.
ERS-2 Scatterometer-resultaterne for orkanen Rita, der er set her, er blevet behandlet af Royal Dutch Meteorological Institute (KNMI). De er også rutinemæssigt assimileret af Det Europæiske Center for Medium-Range Weather Forecast (ECMWF) i deres avancerede numeriske modeller, der bruges til meteorologiske forudsigelser.
"Scatterometerdata fra ERS-2-platformen giver vindkvalitet af høj kvalitet i nærheden af tropiske cykloner," siger Hans Hersbach fra ECMWF. "For en orkan som Rita giver kombinationen af sådanne observationer med [in-situ] dropsonde-data analysesystemet på ECMWF mulighed for at producere en forbedret prognose."
Et andet Envisat-instrument kaldet Radar Altimeter-2 bruger radarimpulser til at måle havoverfladen (SSH) ned til en nøjagtighed på nogle få centimeter.
Radar-altimetri nær realtid er et kraftfuldt værktøj til at overvåge en orkans fremskridt og forudsige dens potentielle indvirkning. Dette skyldes, at anomalier i SSH kan bruges til at identificere varmere oceanfunktioner, såsom varme kerneringe, hvirvler og strømme.
Den amerikanske nationale oceaniske og atmosfæriske administration (NOAA) bruger Envisat RA-2-resultater sammen med dem fra andre pladsbårne højdemålere til at kortlægge sådanne regioner af 'tropisk cyklonvarmepotentiale' (TCHP) og forbedre nøjagtigheden af Hurricane Rita-prognoser.
Iagttagelse af orkaner
En orkan er dybest set en stor, kraftig storm centreret omkring en zone med ekstremt lavt tryk. Stærk overfladevind på lavt niveau og bånd med intens nedbør kombinerer stærke opdateringer og udstrømning af fugtig luft i højere højder med energi frigivet som regnfulde tordenvejr.
Envisat bærer både optiske instrumenter og radarinstrumenter, hvilket gør det muligt for forskere at iagttage sky-struktur og -atmosfære med høj atmosfære i det synlige og infrarøde spektrum, mens de samtidig bruger radarspredning til at måle havets overflade og dermed aflede vindfelterne lige over det.
Disse vinde, der konvergerer på stormens lavtryksøje, bestemmer i sidste ende de spiralformede skymønstre, der er karakteristiske for en orkan.
Yderligere Envisat-instrumenter kan bruges til at tage temperaturen i det varme havvand, som styrker storme i den årlige atlantiske orkansæson, sammen med havhøjomomalier relateret til varme øvre oceanfunktioner.
Original kilde: ESA News Release
Her er nogle orkaner billeder.
