Eksempler på SST og Galathea data | VG3

Projecter »

Eksempler på SST og Galathea data

Havoverflade temperatur (Sea Surface Temperature – SST) målt fra rummet.

integrale.png


Eksempler på SST
Galathea 3 jordomsejlingen
Satellite Eye observationer af SST
Meteorologiske observationer fra Galathea 3
Varme, temperatur og SST

Eksempler på SST

Den globale havoverfladetemperatur, SST
Den globale havoverfladetemperatur, SST, i Stillehavet, Atlanterhavet og Det Indiske Ocean den 19. august 2006, målt fra rummet. Den globale SST varierer med -2 og 32 C. Bemærk at de forskellige overordnede temperaturregioner generelt næsten følger breddegradernes forløb, med nogle enkelte bemærkelsesværdige undtagelser.

Derfor kan en bemærkelsesværdig varm og meget stor vandmasse observeres ud for Sydøstasien på begge sider af ækvator. Her opnår den globale SST sine højeste værdier for åbent hav. I halv-indelukkede have som Det Røde Hav og Den Mexicanske Havbugt er SST’en tilsvarende høj i sommerhalvåret. Meget koldt vand med temperaturer omkring frysepunktet observeres nær både Arktis og Antarktis i forbindelse med forekomsten af havis.

Fig1_800.png

Den kolde vandmasse i Nordatlanten stemmer ikke helt overens med breddegraderne fordi dens sydligste grænse løber fra den nordlige del af Nordamerika ved de mellemste breddegrader op til det nordligste Norge ved høje breddegrader ovenfor polarcirklen (se også Figur 2).

Den Nordatlantiske Strøm som løber øst-nordøst (ØNØ) tværs henover et antal breddegradder i Nordatlanten er årsag til dette.

Endelig kan relativt koldt vand iagttages ud for vestkysterne på Nord- og Sydamerika og Afrika. Disse kolde vandmasser benævnes opvældningsområder fordi passatvindene fungerer som en pumpe der transporterer meget koldt vand op til vandoverfladen. Disse daglige kort over de globale SST skabes af Remote Sensing Systems i Californien fra målinger af den termiske mikrobølgestråling fra havet.

Den nordatlantiske SST
Den nordatlantiske havoverfladetemperatur SST den 20. august 2004 hvor SST’en opnår sine højeste temperaturer det år i kystvandene i Østersøen og ud for de vesteuropæiske lande. Bemærk temperaturfronten mellem Grønland og Norge der skiller de kolde arktiske vande fra de varmere nordatlantiske vande der påvirkes kraftigt af den varme og salte nordatlantiske strøm mod øst-nordøst.

Fig2_800.png

Varme vande der stammer fra Det Caribiske Hav og længere sydfra, løber ind i den Mexicanske Havbugt hvilket fører til Loop-strømmen, Florida-strømmen og Golfstrømmen, der delvis føder ind i Den Nordatlantiske Strøm

Bemærk også den sydligt strømmende østgrønlandske strøm der stammer fra Det Arktiske Hav, som har temperatur omkring frysepunktet for havvand. Denne havstrøm transporterer både havvand og isflager som forekommer i Det Arktiske Hav hele året rundt. Disse regionale SST kort er skabt af Danmarks Meteorologisk Institut (DMI) via en kombination af data fra flere forskellige kilder.

Batymetrisk kort over Atlanterhavet

Batymetrisk kort over Atlanterhavet som viser storskala topografiske træk på havbunden. De gule regioner repræsenterer der hvor shelfen typisk har en dybde på under 200 m. Soklerne hører geologisk set til kontinenterne og lande der ligger nær ved shelfen kan gøre territoriale krav på bestemte dele af shelfen med henblik på olie- og mineraludvinding og fiskeri. De mørkeblå regioner viser dybhavsbassinernes placering som dækker store dele af Jordens havbund. Den typiske vanddybde er mellem 4 og 6 km og dybhavsbassinets bund er relativt flad.

Fig3_800.png

Endelig kan Den Midtatlantiske Ryg, som trækker sig fra nord til syd gennem hele Atlanterhavet, tydeligt ses. Denne ryg skiller de østlige og vestlige bundvande fra hinanden, på nær ved brudzonen kendt som Romanche Dybet nær ækvator.

En standard hydrografisk transekt der strækker sig nord-syd er også markeret som en blå, prikket linie. Hver prik repræsenterer et såkaldt stop hvor et forskningsfartøj har gjort holdt ved en fast position for at tage prøver på og analysere havvand ved forskellige dybder fra havoverfladen ned til bunden. I den almindelige hydrografi er det normalen at måle temperatur, ledningsevne (saltholdighed), iltindhold og nogle gange enkelt udvalgte næringsstoffer der er livsnødvendige for fytoplankton i det givne område.

Den vertikale temperatur i Atlanterhavet
Den vertikale temperatur i Atlanterhavet målt langs med transekten der er vist i Figur 3. De små sorte prikker viser den dybde hvorfra havvandet er blevet testet. Først og fremmest bør det noteres at temperaturfeltet på begge sider af ækvator på ingen måder er det samme.

Fig3_800.png
Specielt nær Antarktis har man observeret at koldt overfladevand omkring frysepunktet transporteres ned til bunden hvorfra det spreder sig hele vejen til ækvator. Mellemliggende kolde Antarktiske vande ligger da henover de Antarktiske bundvande og krydser ækvator.

Der er mindst 5 hovedårsager til denne mangel på symmetri i temperaturmønstret, også kendt som temperaturfeltet:

  • Den arktiske region er et isdækket hav, hvorimod den antarktiske region er et isdækket kontinent.
  • Den nordlige halvkugle er mere påvirket af tilstedeværelsen af kontinenter end den sydlige (meteorologisk set).
  • I Sydatlanten kan vand frit bevæge sig mellem havene, hvilket ikke er tilfældet i Nordatlanten.
  • Bundtopografien er ganske forskellig i Nord- og Sydatlanten, som det kan ses.
  • Temperaturtagningerne blev gjort på begge sider af Den Nordatlantiske Ryg.

Med alt dette sagt er det samtidigt tydeligt at temperaturmønstret i overfladevandene er nogenlunde de samme på begge sider af ækvator. Dette er i særdeleshed sandt for den varme lavvandssfære vist med rødt. Det bør også bemærkes at målingerne på den nordlige halvkugle blev udført i juli-august 1988, og at målingerne på den sydlige halvkugle blev gjort i februar-marts 1989, som del i Verdenshavs Cirkulations Eksperimentet (World Ocean Circulation Experiment – WOCE).

Endelig bør det bemærkes at ændringen i havoverfladetemperatur er omtrent den samme fra nord (eller syd) til ækvator, som igen er den samme som den vertikale temperaturændring i de tropiske og subtropiske regioner og end til bunden. Temperaturen varierer ikke ensartet med dybden. Den vertikale temperaturændring angivet i den fysiske enhed C/m kaldes den vertikale temperaturgradient. I all tre have optræder en vertikal temperaturgradient der er permanent høj gennem hele året, den såkaldte hovedtermoklin. Den turkis farvede region viser hovedtermoklinens placering. Den varierer med lavere breddegrader og forsvinder ved højere breddegrader. Bemærk at den vertikale temperaturgradient er meget lav i alle bundvandene.

Fig4_800.png

Fra det ovenstående kan det konkluderes at målinger af SST alene, ikke tillader tilvirkningen af den vertikale temperaturvariation.

Fig5a_800.png

Figur 5 a, b og c: Figurerne viser et eksempel på DMI’s satellit SST beregning fra 15. juli 2006. Klik for at forstørre.

Figurerne viser et eksempel på DMI’s satellit SST beregning fra 15. juli 2006. Det viste er tilgængelige AVHRR data fra OSISAF (5a), og SST observationer fra AATSR (5b). Begge disse instrumenter er infrarøde og observationerne besværliggøres derfor af skyer. Den sidste figur (5c) viser SST feltet efter at det er blevet beregnet af DMI.

Fig5b_800.png
Fig5c_800.png

Galathea 3 jordomsejlingen
Den danske Galathea 3 Ekspedition forlod København den 11. august 2006 og er planlagt til at vende tilbage i april 2007. Sejlruten dækker Nord- og Sydatlanten, det sydlige Indiske Ocean og det sydlige Stillehav via Det Antarktiske Hav. SST vil blive målt fortløbende fra skibet.

Skibet er udstyret med et infrarødt radiometer så SST bliver målt langs med dets sejlrute. Satellitter vil følge Vædderen gennem hele ekspeditionen sådan at vi får to uafhængige datasæt af SST. I tillæg til dette vil målinger af bulktemperaturen også blive udført ombord på Vædderen.

Ved enkelte lejligheder vil bulktemperaturen blive målt ved faste positioner hvorfra vi også får den vertikale temperaturfordeling ned til flere hundrede meters dybde.

Ved andre tilfælde vil havoverfladetemperaturen og bulktemperaturfeltet i vertikal retning blive målt fortløbende langs med udvalgte transekter.

Alt i alt udgør dette en enestående lejlighed for at efterprøve præcisionen af fjernmåling af SST. Galathea 3 har intet at byde på med hensyn til dækning i tid og rum i sammenligning med satelliter, men Galathea 3 kan tilbyde en måde til kalibrering og efterprøvning af SST-algoritmerne der bruges sammen med fjernmålingsobservationerne af strålingstemperaturen i forskellige klimaer og atmosfærer.

Satellite Eye observationer af SST
I skrivende stund, er der flere satellitter i kredsløb som bærer instrumenter til at måle SST. De flest af disse målinger samles af Satellite Eye projektet og kombineres til at udarbejde de daglige højopløsningsbilleder af satellit SST. Den rumlige opløsning og den tidslige opløsning af satellitobservationer varierer fra et instrument til det andet.

Tabellen nedenfor giver et overblik over de vigtigste kilder til satellit SST. Bemærk at observationerne der stamme fra TMI og SEVIRI data kun anvendes for regionerne mellem breddegraderne 40 grader syd og 40 grader nord.

Instrument Satellit Rumlig opløsning Tidslig opløsning Måleteknik Forventet fejl, std. afv. i C
AATSR ENVISAT 1 km ~1 gang hver 2-3 dage IR 0.3
AVHRR NOAA polar kredsløb 2 km To gange dagligt IR 0.5
AMSR-E Aqua 25 km Dagligt MB 0.7
TMI TRMM 25 km To gange dagligt MB 0.7
MODIS Aqua 2 km Dagligt IR 0.7
SEVIRI Meteosat-8 5 km Hver time IR 0.8

Tabel 1: Et overblik af kilderne til højopløsnings satellitbårne SST-målinger. IR er infrarød og MB er mikrobølge.

Dataen er indsamlet ved hjælp af Hav og Havis SAF (Satellite Application Facility) tilhørende EUMETSAT (Satellitoperatør for Det Europæiske Meteorologiske Institut).

Idet infrarøde målinger er begrænset af skydække og mikrobølgemålingerne er temmelig grovkornet, har man anvendt yderligere interpolation på data før at man har kunnet opnå højopløsnings SST felt uden huller i.

Observationerne i tabellen er derfor samlet af DMI og anvendt i en metode, der hedder objektiv analyse. Denne metode bruger statistik til at udfylde hullerne og giver et interpoleret SST felt hver dag med en opløsning på omkring 5 km.

Et eksempel på denne proces er givet i Figur 5. På Satellite Eye hjemmesiden kan du finde både det grovkornede verdenskort over SST fra mikrobølgemålinger og det højopløste regionale kort produceret af DMI.

Meteorologiske observationer fra Galathea 3

En vejrstation er installeret på skibet og måler:

  • Lufttemperatur
  • Lufttryk
  • Luftfugtighed
  • Vindhastighed og vindretning
  • Den totale solindstråling

I tillæg til disse opnås et bud havoverfladetemperaturen ved hjælp af en sensor der er monteret på indersiden af skroget.

Observationerne fra vejrstationen transmitteres hver time via satellitforbindelse fra skibet og kan downloades fra Satellite Eye hjemmesiden.

Baggrund om havets temperatur

Definitioner og måleteknikker.

Eksempler på SST og Galathea data

Havoverflade temperatur (Sea Surface Temperature – SST) målt fra rummet.

Havtemperaturens variationer

Læs om havtemperaturens variationer.