Νοε
06
Βροχόπτωση μέσω δορυφόρου
Μέσα στο πλαίσιο του Πέμπτου Χρηματοδοτικού Πρωτοκόλλου, η Ευρωπαϊκή Ένωση χρηματοδότησε το Ερευνητικό Πρόγραμμα Voltaire. Στα Αγγλικά, η πλήρης ονομασία του Προγράμματος αυτού είναι «Validation of multisensors precipitation fields and numerical modeling in Mediterranean test sites» από όπου και προέρχεται ο κωδικοποιημένος τίτλος Voltaire.
Σε ελεύθερη μετάφραση στα Ελληνικά, ο τίτλος είναι «Επαλήθευση των πεδίων βροχόπτωσης με πολλαπλούς αισθητήρες μετρήσεων και αριθμητική μοντελοποίηση σε πεδία δοκιμών στη Μεσόγειο». Στο πρόγραμμα αυτό μετείχε σαν πλήρης εταίρος και η Κύπρος, η οποία έχει αναλάβει την υλοποίηση συγκεκριμένων στόχων.
Αντικείμενο επιστημονικής μελέτης του προγράμματος Voltaire αποτελεί η βροχόπτωση. Παραδοσιακά, η βροχόπτωση μετρείται με βροχόμετρα, που αποτελούν απλά συλλέκτες της βροχής στο έδαφος. Όμως, σαν μετεωρολογική παράμετρος, η βροχόπτωση αποτελεί μια ιδιαίτερα μεταβλητή ποσότητα, τόσο χρονικά όσο και στο χώρο. Αξιόπιστες μετρήσεις της βροχόπτωσης με τον παραδοσιακό τρόπο είναι διαθέσιμες κυρίως πάνω από την ξηρά, αλλά και εδώ ακόμη η κάλυψη με βροχόμετρα δεν είναι ικανοποιητική.
Η τεχνολογική πρόοδος όμως έχει δημιουργήσει μια ολόκληρη σειρά από άλλους δυνητικούς καταμετρητές της βροχόπτωσης οι οποίοι θα μπορούσαν να καλύψουν τα κενά που έχουμε σε ό,τι αφορά την κατανομή, ένταση και διάρκεια της βροχόπτωσης ακόμη και σε περιοχές όπου είναι αδύνατη η λειτουργία βροχόμετρων (π.χ. στους ωκεανούς ή ερημικές περιοχές). Στην παρούσα φάση όμως οι δυνατότητες και ιδίως η ακρίβεια αυτών των νέων τεχνολογικά μεθόδων διερευνώνται.
Η προσπάθεια προς την κατεύθυνση αυτή έχει πάρει μεγάλες διαστάσεις με επενδύσεις πολλών εκατομμυρίων λιρών σε πολλές ευρωπαϊκές χώρες, στις Ηνωμένες Πολιτείες και στην Ιαπωνία. Σ' αυτήν ακριβώς τη διερεύνηση διάφορων νέων μεθόδων υπολογισμού της βροχόπτωσης αποβλέπει και το ερευνητικό πρόγραμμα Voltaire.
Μέσα από το πρόγραμμα Voltaire, η βροχόπτωση «παρακολουθείται» τόσο από παραδοσιακά συστήματα μέτρησης (π.χ. βροχόμετρα) όσο και από μετεωρολογικά ραντάρ στο έδαφος αλλά και από ειδικό ραντάρ που βρίσκεται στο μετεωρολογικό δορυφόρο του προγράμματος TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission).
Παράλληλα στο πρόγραμμα Voltaire η βροχόπτωση μελετάται και με τη χρήση μαθηματικών μοντέλων καιρού. Είναι προφανές λοιπόν ότι μέσω του προγράμματος Voltaire επιδιώκεται μια πολυσχιδής μελέτη του φαινομένου της βροχόπτωσης, ιδιαίτερα από τη σκοπιά της «άμεσης» καταμέτρησης και του «έμμεσου» υπολογισμού των ποσοτήτων βροχής που φτάνουν στην επιφάνεια της Γης. Η αποστολή του δορυφόρου του προγράμματος TRMM είναι αποτέλεσμα μιας πρωτοποριακής συνεργασίας μεταξύ των Υπηρεσιών Διαστήματος των Ηνωμένων Πολιτειών (NASA) και της Ιαπωνίας (JAXA) και αποβλέπει στον υπολογισμό της βροχόπτωσης στις τροπικές περιοχές.
Η ενεργή τροχιά του δορυφόρου καλύπτει από το γεωγραφικό πλάτος 35 Νότιο μέχρι το 35 Βόρειο, και επομένως καλύπτει και την Κύπρο. Η τεράστια επιτυχία της αποστολής αυτής στις τροπικές περιοχές του πλανήτη είχε σαν αποτέλεσμα την έναρξη συνεργασίας των δυο πιο πάνω διαστημικών υπηρεσιών με την αντίστοιχη της Ευρώπης (ESA).
Στόχος αυτής της συνεργασίας θα είναι η αποστολή σειράς δορυφόρων (μέχρι και 12) που θα «παρακολουθούν» με τα μετεωρολογικά ραντάρ που θα διαθέτουν τη βροχόπτωση σε ολόκληρο τον πλανήτη και όχι μόνο στις τροπικές περιοχές.
Η ονομασία αυτού του μεγαλεπήβολου προγράμματος που θα στοιχίσει αρκετά δισεκατομμύρια λίρες, είναι GPM (Global Precipitation Mission) και αναμένεται να τεθεί σε επιχειρησιακή λειτουργία στις αρχές της επόμενης δεκαετίας.
Οι πέντε βασικοί στόχοι του ερευνητικού προγράμματος Voltaire είναι:
Η Κύπρος αποτελεί τη μόνη ευρωπαϊκή χώρα στην οποία υπάρχει εγκατεστημένο μετεωρολογικό ραντάρ εδάφους και που ταυτόχρονα καλύπτεται από την ενεργή τροχιά του δορυφόρου του προγράμματος TRMM. Το επίγειο ραντάρ που είναι εγκατεστημένο και λειτουργεί για μια δεκαετία κοντά στο Μοναστήρι του Κύκκου, ανήκει στη Μετεωρολογική Υπηρεσία της Κύπρου.
Επιπλέον, η ύπαρξη ενός αρκετά πυκνού δικτύου βροχόμετρων καθιστά την Κύπρο τη μοναδική χώρα στην Ευρώπη όπου μπορούν να αντιπαραβληθούν και να συγκριθούν επίγειες μετρήσεις με βροχόμετρα, από τη μια, και ραντάρ επί του εδάφους και στο Διάστημα, από την άλλη. Και πράγματι η Κύπρος βρίσκεται στο επίκεντρο των ερευνητικών δραστηριοτήτων του προγράμματος Voltaire.
Το ραντάρ του Κύκκου «καταγράφει» τη βροχόπτωση
ΤΟ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΟ ραντάρ καταγράφει πάνω σε συνεχή βάση τις ανακλάσεις που προέρχονται από νέφη τα οποία έχουν τη δυνατότητα να παραγάγουν βροχή. Οι ανακλάσεις αυτές είναι πιο έντονες όσο πιο έντονη είναι η βροχή (όπως αυτή καταγράφεται στο έδαφος). Συγκρίνοντας λοιπόν τις μετρήσεις από τους βροχομετρικούς σταθμούς στο έδαφος με τις ανακλάσεις από τα βροχοφόρα νέφη είναι δυνατό να υπολογιστεί ή ένταση της βροχόπτωσης (και επομένως και η συνολική ποσότητα βροχής κατά τη διάρκεια μιας ημέρας, για παράδειγμα). Τα αποτελέσματα αυτής της σύγκρισης με διάφορες μαθηματικές μεθόδους ήσαν πολύ ικανοποιητικά. Αυτό υποδεικνύει ότι το μετεωρολογικό ραντάρ έχει δυνατότητες έμμεσου υπολογισμού της συνολικής βροχόπτωσης πάνω στην ξηρά, όπου υπάρχουν βροχομετρικοί σταθμοί, αλλά και υπολογισμού της βροχόπτωσης πάνω από τη θάλασσα που περιβάλλει την Κύπρο, όπου δεν υπάρχουν βροχομετρικοί σταθμοί. Αυτό το τελευταίο είναι ιδιαίτερα σημαντικό συμπέρασμα, γιατί επιτρέπει τη χρήση του μετεωρολογικού ραντάρ που είναι εγκατεστημένο στον Κύκκο στην προσπάθεια αξιοποίησης των ενδείξεων του μετεωρολογικού ραντάρ που βρίσκεται στο δορυφόρο TRMM για σκοπούς υπολογισμού της βροχόπτωσης και πάνω από τη θάλασσα.
Αντικείμενο επιστημονικής μελέτης του προγράμματος Voltaire αποτελεί η βροχόπτωση. Παραδοσιακά, η βροχόπτωση μετρείται με βροχόμετρα, που αποτελούν απλά συλλέκτες της βροχής στο έδαφος. Όμως, σαν μετεωρολογική παράμετρος, η βροχόπτωση αποτελεί μια ιδιαίτερα μεταβλητή ποσότητα, τόσο χρονικά όσο και στο χώρο. Αξιόπιστες μετρήσεις της βροχόπτωσης με τον παραδοσιακό τρόπο είναι διαθέσιμες κυρίως πάνω από την ξηρά, αλλά και εδώ ακόμη η κάλυψη με βροχόμετρα δεν είναι ικανοποιητική.
Η τεχνολογική πρόοδος όμως έχει δημιουργήσει μια ολόκληρη σειρά από άλλους δυνητικούς καταμετρητές της βροχόπτωσης οι οποίοι θα μπορούσαν να καλύψουν τα κενά που έχουμε σε ό,τι αφορά την κατανομή, ένταση και διάρκεια της βροχόπτωσης ακόμη και σε περιοχές όπου είναι αδύνατη η λειτουργία βροχόμετρων (π.χ. στους ωκεανούς ή ερημικές περιοχές). Στην παρούσα φάση όμως οι δυνατότητες και ιδίως η ακρίβεια αυτών των νέων τεχνολογικά μεθόδων διερευνώνται.
Η προσπάθεια προς την κατεύθυνση αυτή έχει πάρει μεγάλες διαστάσεις με επενδύσεις πολλών εκατομμυρίων λιρών σε πολλές ευρωπαϊκές χώρες, στις Ηνωμένες Πολιτείες και στην Ιαπωνία. Σ' αυτήν ακριβώς τη διερεύνηση διάφορων νέων μεθόδων υπολογισμού της βροχόπτωσης αποβλέπει και το ερευνητικό πρόγραμμα Voltaire.
Μέσα από το πρόγραμμα Voltaire, η βροχόπτωση «παρακολουθείται» τόσο από παραδοσιακά συστήματα μέτρησης (π.χ. βροχόμετρα) όσο και από μετεωρολογικά ραντάρ στο έδαφος αλλά και από ειδικό ραντάρ που βρίσκεται στο μετεωρολογικό δορυφόρο του προγράμματος TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission).
Παράλληλα στο πρόγραμμα Voltaire η βροχόπτωση μελετάται και με τη χρήση μαθηματικών μοντέλων καιρού. Είναι προφανές λοιπόν ότι μέσω του προγράμματος Voltaire επιδιώκεται μια πολυσχιδής μελέτη του φαινομένου της βροχόπτωσης, ιδιαίτερα από τη σκοπιά της «άμεσης» καταμέτρησης και του «έμμεσου» υπολογισμού των ποσοτήτων βροχής που φτάνουν στην επιφάνεια της Γης. Η αποστολή του δορυφόρου του προγράμματος TRMM είναι αποτέλεσμα μιας πρωτοποριακής συνεργασίας μεταξύ των Υπηρεσιών Διαστήματος των Ηνωμένων Πολιτειών (NASA) και της Ιαπωνίας (JAXA) και αποβλέπει στον υπολογισμό της βροχόπτωσης στις τροπικές περιοχές.
Η ενεργή τροχιά του δορυφόρου καλύπτει από το γεωγραφικό πλάτος 35 Νότιο μέχρι το 35 Βόρειο, και επομένως καλύπτει και την Κύπρο. Η τεράστια επιτυχία της αποστολής αυτής στις τροπικές περιοχές του πλανήτη είχε σαν αποτέλεσμα την έναρξη συνεργασίας των δυο πιο πάνω διαστημικών υπηρεσιών με την αντίστοιχη της Ευρώπης (ESA).
Στόχος αυτής της συνεργασίας θα είναι η αποστολή σειράς δορυφόρων (μέχρι και 12) που θα «παρακολουθούν» με τα μετεωρολογικά ραντάρ που θα διαθέτουν τη βροχόπτωση σε ολόκληρο τον πλανήτη και όχι μόνο στις τροπικές περιοχές.
Η ονομασία αυτού του μεγαλεπήβολου προγράμματος που θα στοιχίσει αρκετά δισεκατομμύρια λίρες, είναι GPM (Global Precipitation Mission) και αναμένεται να τεθεί σε επιχειρησιακή λειτουργία στις αρχές της επόμενης δεκαετίας.
Οι πέντε βασικοί στόχοι του ερευνητικού προγράμματος Voltaire είναι:
- η σύγκριση μεθόδων ελέγχου ποιότητας δεδομένων μετεωρολογικών ραντάρ εδάφους και σε δορυφόρους,
- η αντιπαραβολή των μετρήσεων βροχόπτωσης από το έδαφος με τις «μετρήσεις» από δορυφορικό ραντάρ και σκοπό την επέκταση των δορυφορικών μετρήσεων και σε περιοχές που δεν καλύπτονται από το επίγειο ραντάρ,
- η απόκτηση τεχνογνωσίας και η προετοιμασία για το επερχόμενο πρόγραμμα GPM για συνεχή «καταμέτρηση» της βροχόπτωσης πάνω σε παγκόσμια κλίμακα από το διάστημα,
- η βελτίωση της ακρίβειας υπολογισμού της βροχόπτωσης με επίγεια μετεωρολογικά ραντάρ σε συγκεκριμένες ορεινές περιοχές με πυκνό δίκτυο επίγειων σταθμών, και
- η ποσοτική σύγκριση των πεδίων βροχόπτωσης όπως αυτά προβλέπονται από επιχειρησιακά αριθμητικά μετεωρολογικά μοντέλα με τη χρήση μετρήσεων από επίγεια βροχομετρικά όργανα και μετεωρολογικά ραντάρ, καθώς και δορυφορικά ραντάρ.
Η Κύπρος αποτελεί τη μόνη ευρωπαϊκή χώρα στην οποία υπάρχει εγκατεστημένο μετεωρολογικό ραντάρ εδάφους και που ταυτόχρονα καλύπτεται από την ενεργή τροχιά του δορυφόρου του προγράμματος TRMM. Το επίγειο ραντάρ που είναι εγκατεστημένο και λειτουργεί για μια δεκαετία κοντά στο Μοναστήρι του Κύκκου, ανήκει στη Μετεωρολογική Υπηρεσία της Κύπρου.
Επιπλέον, η ύπαρξη ενός αρκετά πυκνού δικτύου βροχόμετρων καθιστά την Κύπρο τη μοναδική χώρα στην Ευρώπη όπου μπορούν να αντιπαραβληθούν και να συγκριθούν επίγειες μετρήσεις με βροχόμετρα, από τη μια, και ραντάρ επί του εδάφους και στο Διάστημα, από την άλλη. Και πράγματι η Κύπρος βρίσκεται στο επίκεντρο των ερευνητικών δραστηριοτήτων του προγράμματος Voltaire.
Το ραντάρ του Κύκκου «καταγράφει» τη βροχόπτωση
ΤΟ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΟ ραντάρ καταγράφει πάνω σε συνεχή βάση τις ανακλάσεις που προέρχονται από νέφη τα οποία έχουν τη δυνατότητα να παραγάγουν βροχή. Οι ανακλάσεις αυτές είναι πιο έντονες όσο πιο έντονη είναι η βροχή (όπως αυτή καταγράφεται στο έδαφος). Συγκρίνοντας λοιπόν τις μετρήσεις από τους βροχομετρικούς σταθμούς στο έδαφος με τις ανακλάσεις από τα βροχοφόρα νέφη είναι δυνατό να υπολογιστεί ή ένταση της βροχόπτωσης (και επομένως και η συνολική ποσότητα βροχής κατά τη διάρκεια μιας ημέρας, για παράδειγμα). Τα αποτελέσματα αυτής της σύγκρισης με διάφορες μαθηματικές μεθόδους ήσαν πολύ ικανοποιητικά. Αυτό υποδεικνύει ότι το μετεωρολογικό ραντάρ έχει δυνατότητες έμμεσου υπολογισμού της συνολικής βροχόπτωσης πάνω στην ξηρά, όπου υπάρχουν βροχομετρικοί σταθμοί, αλλά και υπολογισμού της βροχόπτωσης πάνω από τη θάλασσα που περιβάλλει την Κύπρο, όπου δεν υπάρχουν βροχομετρικοί σταθμοί. Αυτό το τελευταίο είναι ιδιαίτερα σημαντικό συμπέρασμα, γιατί επιτρέπει τη χρήση του μετεωρολογικού ραντάρ που είναι εγκατεστημένο στον Κύκκο στην προσπάθεια αξιοποίησης των ενδείξεων του μετεωρολογικού ραντάρ που βρίσκεται στο δορυφόρο TRMM για σκοπούς υπολογισμού της βροχόπτωσης και πάνω από τη θάλασσα.
Των Κυριάκου Θεοφίλου, Διευθυντή Μετεωρολογικής Υπηρεσίας - Σίλα Χρ. Μιχαηλίδη, Μετεωρολογικού λειτουργού Α'
