Entfernte NASA-Kamera ermöglicht neue Erdansichten

Das Instrument der Polychromatischen Bildgebungskamera (EPIC) der Erde arbeitet an Bord des Satelliten des Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), der im Februar 2015 gestartet wurde und die Erde aus einer Entfernung von etwa einer Million Meilen zur Sonne beobachtet und die Beobachtung der gesamten Erde von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang ermöglicht.

Ein Spektroradiometer, EPIC, erfasst Bilder mit 10 Filtern, die Licht erfassen, das einen Wellenlängenbereich vom Ultraviolett bis zum Nahinfrarot abdeckt. Die NASA hat täglich Farbbilder zur Verfügung gestellt, die das Instrument seit Juni 2015 von der sonnenbeschienenen Erde einfängt, und nun folgen eine Sammlung von wissenschaftlichen Produkten: Schwefeldioxid aus Vulkanausbrüchen, Gesamtozon, ultraviolette (UV-)Aerosole, Wolken- und Vegetationseigenschaften sowie atmosphärische Korrekturen einschließlich Oberflächenreflexion. Diese Daten sind ab Juni 2015 bis etwa zwei Tage vor dem aktuellen Datum verfügbar.

Die bestehende Flotte der NASA von erdumlaufenden Satelliten liefert Beobachtungen dieser und anderer Größen und ermöglicht wissenschaftliche Untersuchungen darüber, wie sich der Planet verändert. Die neu verfügbaren EPIC-Produkte werden diese Beobachtungen ergänzen, da das Instrument in der Lage ist, bei Tageslicht mehr Bilder des gesamten Planeten aufzunehmen als jedes andere Instrument auf den anderen Satelliten der NASA. Im Sommer erfasst EPIC durchschnittlich ein Bild pro Stunde und ein Bild alle zwei Stunden im Winter.

„Aufgrund des besonderen Blickwinkels von EPIC und der häufigen Beobachtungen können wir den Tagesanteil vieler Phänomene am täglichen Zyklus beobachten“, sagte Alexander Marshak, stellvertretender Projektwissenschaftler der NASA für die DSCOVR-Mission im Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. „Zum Beispiel kann EPIC einem Vulkanausbruch oder einer Brandfahne den ganzen Tag über folgen. Diese Messungen ergänzen die Messungen anderer erdnaher Satelliten, die einen bestimmten Standort seltener, in vielen Fällen nur ein- bis zweimal täglich betrachten.“

Das UV-Aerosol-Produkt verfolgt Phänomene wie Federn von Waldbränden, während sie Hunderte und manchmal Tausende von Meilen zurücklegen und alles von der Luftqualität bis hin zu Niederschlägen beeinflussen. Ebenso verfolgt das Schwefeldioxidprodukt vulkanische Emissionen, die die Luftqualität und den Luftverkehr rund um den Globus beeinträchtigen können, während das Ozonprodukt die Konzentrationen dieses UV-absorbierenden Gases überwacht, die für die Pflanzen- und Tierwelt von Bedeutung sind.

Das Vegetationsprodukt liefert Informationen über den Pflanzenschutz und die Abdeckung des Vordachs. Der Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) misst die Chlorophyllkonzentration in den Blättern, was auf Pflanzenstress und Vitalität hinweist, da Pflanzen Chlorophyll benötigen, um Energie von der Sonne in Nährstoffe umzuwandeln. Der Leaf Area Index (LAI) projiziert die Anzahl der Blätter über eine bestimmte Fläche und ist wichtig für die Abschätzung der Vordachbedeckung für Wald- und andere Studien. Während andere Fernerkundungsinstrumente auch Daten über NDVI und LAI liefern, ist EPIC der erste Anbieter des Sunlit Leaf Area Index (SLAI). „Sowohl LAI als auch SLAI sind Schlüsselparameter in vielen globalen Klima-, Hydrologie- und Ökologiemodellen“, sagte Marshak.

Der Cloud-Datensatz liefert eine Reihe von Details, einschließlich Wolkenhöhe und -dicke, die für Klimastudien und Wetteranalysen wichtig sind und Daten von anderen Fernerkundungsraumfahrzeugen ergänzen können. Geostationäre Satelliten, wie der von der NOAA betriebene Satellit GOES-16, können ebenfalls den ganzen Tag über Wolken beobachten, aber nicht viele der Gebiete in der Nähe des Nord- und Südpols erfassen. Die einzigartige Positionierung von EPIC im Weltraum ermöglicht es dem Instrument jedoch, den Polarkreis im Sommer auf der Nordhalbkugel und die Antarktis im Winter auf der Nordhalbkugel zu erfassen.

Der Datensatz zur Atmosphärenkorrektur liefert quantitative Informationen über die Aerosolmengen in der Atmosphärensäule, beseitigt die Auswirkungen der atmosphärischen Absorption und der Streuung des Sonnenlichts und liefert Bilder von der Erdoberfläche, als ob sie ohne die Atmosphäre beobachtet würden.

Das EPIC-Instrument ist eines einer Reihe von Instrumenten, die an Bord des DSCOVR-Satelliten untergebracht sind. Das Hauptziel der DSCOVR-Mission, einer Partnerschaft zwischen NASA, NOAA und der U.S. Air Force, ist die Aufrechterhaltung der Echtzeit-Solarwindüberwachung des Landes, die für die Genauigkeit und Vorlaufzeit von Weltraumwetterwarnungen und -vorhersagen von NOAA entscheidend ist. Die DSCOVR-Mission wurde als zweijährige Mission mit einer Laufzeit von fünf Jahren geplant.

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