Orkaan Rita, genomen op 22 september. Afbeelding tegoed: ESA. Klik om te vergroten.
Toen de orkaan Rita de Golf van Mexico binnenkwam, kon de Envisat-satellietradar van ESA door wervelende wolken heen dringen om direct te laten zien hoe de storm het zeeoppervlak doet karnen. Deze afbeelding is vervolgens gebruikt om de windveldsnelheden van Rita af te leiden.
Envisat verwierf deze Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR) -afbeelding op 0344 UTC op 22 september (2345 op 21 september in Eastern Eastern Daylight Saving Time), toen de orkaan Rita ten westen van Florida en Cuba passeerde. Het beeld is verkregen in Wide Swath Mode met een resolutie van 150 meter. Envisats optische spectrometer met gemiddelde resolutie (MERIS) wordt ook gebruikt om de storm overdag te observeren, met details over de wolkenstructuur en druk.
Met name op het radarbeeld zijn rond het oog van de orkaan Rita grote golven te zien. ASAR meet de backscatter, wat een maat is voor de ruwheid van het oceaanoppervlak. Op een basisniveau betekenen heldere delen van het radarbeeld een hogere terugverstrooiing vanwege oppervlakteruwheid. Deze ruwheid wordt sterk beïnvloed door het lokale windveld, zodat de radarverstrooiing weer gebruikt kan worden om de wind te meten.
Dus het Center for Southeastern Tropical Advanced Remote Sensing van de Universiteit van Miami gebruikte dit ASAR-beeld om de snelheid van de windvelden van de orkaan Rita te berekenen? met maximale windsnelheden van meer dan 200 kilometer per uur.
"De meest gedetailleerde informatie over de dynamiek en kenmerken van orkanen wordt verkregen van speciale vluchten met orkaanjagers," legt Hans Graber van CSTARS uit. “Deze vliegmissies kunnen echter niet altijd plaatsvinden. Satellietteledetectie biedt een kritische alternatieve benadering.
“Het is van cruciaal belang voor weersvoorspellers om een betrouwbare karakterisering van de oogwanddimensie en de stralen van storm-, tropische storm- en orkaanwinden te verkrijgen om bekwame voorspellingen en waarschuwingen te kunnen geven. Satellietwaarnemingen zullen een beter begrip van de evolutie en intensivering van orkanen vergemakkelijken.
"Radarbeelden dringen door wolken heen en kunnen gemakkelijk de oogvervangingscyclus van orkanen detecteren die voorlopers zijn van verdere intensivering."
Rita was een maximale categorie vijf op de Saffir-Simpson Hurricane Scale toen het ASAR-beeld werd verkregen. Terwijl het westwaarts door de Golf van Mexico loopt, is het verzwakt tot een nog steeds gevaarlijke categorie vier. Rita zal naar verwachting in de ochtend van 24 september aan land komen aan de Golfkust.
ERS-2 doet mee aan Rita-waarnemingen
Op dezelfde dag dat Envisat zijn ASAR-beeld van Rita verwierf, maakte zijn zuster-ruimtevaartuig ERS-2 ook aanvullende waarnemingen van de onderliggende windvelden van de orkaan met behulp van zijn radarscatterometer.
Dit instrument werkt door een drietal hoogfrequente radarstralen af te vuren naar de oceaan en vervolgens het patroon van terugverstrooiing weer te analyseren. Door de wind aangedreven rimpelingen op het oceaanoppervlak veranderen de radarverstrooiing en naarmate de energie in deze rimpelingen toeneemt met de windsnelheid, neemt ook de verstrooiing toe. Scatterometer-resultaten maken metingen mogelijk van niet alleen windsnelheid, maar ook richting over het wateroppervlak.
Wat de scatterometer van ERS-2 bijzonder waardevol maakt, is dat de C-band radarfrequentie bijna niet wordt beïnvloed door hevige regen, zodat hij zelfs vanuit het hart van de hevigste stormen nuttige windgegevens kan retourneren? en is de enige scatterometer van dit type die momenteel in een baan om de aarde is.
De hier getoonde ERS-2 Scatterometer-resultaten voor de orkaan Rita zijn verwerkt door het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI). Ze worden ook routinematig geassimileerd door het European Centre for Medium-Range Weather Forecasting (ECMWF) in hun geavanceerde numerieke modellen die worden gebruikt voor meteorologische voorspellingen.
"Scatterometergegevens van het ERS-2-platform bieden hoogwaardige windinformatie in de buurt van tropische cyclonen", zegt Hans Hersbach van ECMWF. "Voor een orkaan als Rita zorgt de combinatie van dergelijke waarnemingen met [in-situ] dropsonde-gegevens ervoor dat het analysesysteem bij ECMWF een verbeterde voorspelling kan produceren."
Een ander Envisat-instrument, de Radar Altimeter-2, gebruikt radarpulsen om de zeeoppervlaktehoogte (SSH) tot op enkele centimeters nauwkeurig te meten.
Bijna-realtime radaraltimetrie is een krachtig hulpmiddel om de voortgang van een orkaan te volgen en de potentiële impact ervan te voorspellen. Dit komt omdat anomalieën in SSH kunnen worden gebruikt om warmere oceaankenmerken te identificeren, zoals warme kernringen, draaikolken en stromingen.
De Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) gebruikt de Envisat RA-2-resultaten samen met die van andere door de ruimte gedragen hoogtemeters om dergelijke regio's van het 'tropische cycloonwarmtepotentieel' (TCHP) in kaart te brengen en de nauwkeurigheid van de voorspelling van de orkaan Rita te verbeteren.
Orkanen observeren
Een orkaan is in feite een grote, krachtige storm rond een zone met extreem lage druk. Sterke laaggelegen oppervlaktewinden en banden van intense neerslag combineren sterke opwaartse stromingen en uitstromen van vochtige lucht op grotere hoogten, met energie die vrijkomt als regenachtige onweersbuien.
Envisat heeft zowel optische als radarinstrumenten, waardoor onderzoekers wolkenstructuur en druk in de hoge atmosfeer in het zichtbare en infrarode spectrum kunnen observeren, terwijl ze tegelijkertijd radarverstrooiing gebruiken om de ruwheid van het zeeoppervlak te meten en zo de windvelden net erboven af te leiden het.
Die winden die samenkomen in het lagedrukoog van de storm, bepalen uiteindelijk de spiraalvormige wolkenpatronen die kenmerkend zijn voor een orkaan.
Extra Envisat-instrumenten kunnen worden gebruikt om de temperatuur op te nemen van de warme oceaanwateren die stormen aandrijven tijdens het jaarlijkse Atlantische orkaanseizoen, samen met afwijkingen op zeehoogte die verband houden met warme kenmerken van de bovenste oceaan.
Oorspronkelijke bron: ESA News Release
Hier zijn enkele foto's van orkanen.
