• EnglishEnglish
  • Temperatura powierzchni morza

    Temperatura powierzchni morza

    SST1[1]Temperatura powierzchni morza wyznaczona na podstawie satelitarnej teledetekcji promieniowania tej powierzchni w podczerwieni i odpowiednich obliczeń modelowych (reprezentatywna dla powierzchni 1 km2).
    Natężenie promieniowania emitowanego z powierzchni morza w podczerwieni może być rejestrowane za pomocą radiometrów umieszczonych na pokładzie satelitów, ale tylko dla obszarów, które nie są przysłonięte chmurami. Dokładność temperatury wyznaczonej na podstawie danych satelitarnych w obszarach bezchmurnych osiąga 0,5°C.
    Dla obszarów zachmurzonych informacja satelitarna uzupełniona jest wynikami obliczeń z modelu hydrodynamicznego morza. Model ten jest progresywnie uściślany na podstawie bieżących danych z pomiarów satelitarnych w procesie tzw. asymilacji danych pomiarowych. Dzięki tej asymilacji, obliczone za pomocą modelu wartości temperatury powierzchni morza nie odbiegają znacząco od mierzonych in situ tuż pod powierzchnią morza. Oszacowany błąd bezwzględny prezentowanych temperatur wynosi ok. 1°C. W serwisie SO SatBałtyk rozkłady temperatur na powierzchni Bałtyku podawane są w stopniach Celsjusza [°C], cztery razy na dobę, w postaci map o rozdzielczości 1 km.

    Metodyka wyznaczania temperatury powierzchniowej morza

    Temperatura powierzchni morza jest w systemie SatBałtyk obliczana poprzez łączenie rozkładów przestrzennych tego parametru wyznaczanych satelitarnie z pomocą różnych satelitów (NOAA, METOP, MODIS) oraz obliczanych z wykorzystaniem prognostycznych modeli hydrodynamicznych (PM3D, i 3D CEMBS). Algorytm łączenia danych z tych różnych źródeł polega na przyjęciu:

    1. w obszarach braku danych satelitarnych (np. zachmurzonych) - temperatury wody powierzchniowej wyznaczonej z modelu,
    2. w rejonach oddalonych od obszarów zachmurzonych – temperatury rejestrowanej satelitarnie,
    3. w rejonach przejściowych między tymi obszarami - temperatury średniej ważonej obliczonej z wartości danych satelitarnych i modelowych. Współczynniki wagowe obliczane są w ten sposób, aby w miarę zbliżania się do rejonu zakrytego przez chmurę, większą wagę miały dane modelowe niż satelitarne.

    Więcej informacji o metodzie łączenia danych satelitarnych i modelowanych znaleźć można na stronie: Algorytm łączenia danych satelitarnych i modelowanych. Dane źródłowe o temperaturze powierzchni morza mają rozdzielczość przestrzenną 1 km (satelity: NOAA, METOP, MODIS), a modele PM3D i 3D CEMBS - odpowiednio 0,9 i 2 km. W systemie SO SatBałtyk rozdzielczość wszystkich map została wyrównana do 1 km poprzez interpolację przestrzenną.

    Walidacja (ocena dokładności)

    SST_walidDokładność prezentowanych map temperatury oszacowana jest na podstawie analizy różnic pomiędzy wartościami temperatury zmierzonymi in situ a wartościami uzyskanymi w wyniku łączenia wyznaczonych zdalnie i za pomocą modeli hydrodynamicznych. Błąd statystyczny, wyrażony jako odchylenie standardowe tych różnic, oszacowano na 0,87 °C. Błąd systematyczny (średnia różnica) wynosi 0,13 °C. Więcej informacji: Walidacja temperatury powierzchni morza.

    Interesujące zjawiska widoczne na mapach temperatury

    SST_upwellingUpwelling przybrzeżny, to prąd unoszący wody z głębi ku powierzchni, występujący w niektórych rejonach Bałtyku[1]. Na mapach satelitarnych, wzdłuż południowych brzegów Bałtyku widoczne są często obszary obniżonej temperatury wód powierzchniowych, będące efektem występowania upwellingu. Zjawisko to polega na wynoszeniu na powierzchnię wód z głębiej położonych warstw, zwykle chłodniejszych, pod wpływem prądu płynącego przy wiatrach wiejących wzdłuż brzegu. W okresie zimowym wynoszone wody mogą mieć wyższą temperaturę w stosunku do powierzchniowych w rezultacie obszar ich występowania może objawiać się na mapach temperatury jako obszar cieplejszy.

    Front termiczny, to strefa przejściowa, rozdzielająca masy wodne o różnej temperaturze, która charakteryzuje się wysokim gradientem temperatury. W Bałtyku fronty termiczne mają zróżnicowane rozmiary i są stabilne w czasie. Tworzą się zwykle na granicy basenów o różnej głębokości (całoroczne lub sezonowe), w rejonach występowania upwellingu (krótkookresowe ale o stabilnym położeniu w czasie), w obrębie frontu hydrologicznego, ograniczającego rozpływ wód wnoszonych przez rzeki (krótkookresowe, często o dużej dynamice zmian lokalizacji), wokół wirów itp. Wody po obu stronach frontu bardzo często różnią się nie tylko pod względem temperatury, ale również pod względem innych cech- fizyko-chemicznych, np. zasoleniem, przezroczystością czy innymi właściwościami optycznymi.

    SST_wiry_PLWiry mezoskalowe, to zaburzenia pola prądów związane z anomalią temperatury, zasolenia i poziomu morza o skalach przestrzennych od 10 do 100 km i czasie trwania od kilku dni do miesiąca. Lokalne struktury o wymiarach mniejszych od 10 km są określane jako wiry sub-mezoskalowe. W Bałtyku wiry o różnych rozmiarach są często obserwowane na satelitarnych obrazach radiometrycznych (np. rozkładach temperatury powierzchniowej, stężeń chlorofilu a, i in.) oraz na obrazach radarowych, jako zaburzenia powierzchni morza

    [1] Kowalewski M., Ostrowski M., 2005, Coastal up- and downwelling in the southern Baltic, Oceanologia, 47 (4), 453–475

    [2] Konik M., Kowalewski M., B., Bradtke K., Darecki M., 2019, The operational method of filling information gaps in satellite imagery using numerical models, Int J Appl Earth Obs Geoinformation 75 (2019) 68-82 (4), 453–475

    Odnośniki do parametru w Systemie SatBałtyk:

    Temperatura powierzchni morza (AVHRR, PM3D)

    Temperatura powierzchni morza (model 3D CEMBS)

    Temperatura powierzchni morza (PM3D) (dla zalogowanych użytkowników)