Interferometrische radarhoogtemeters in de lucht tonen potentieel voor metingen van afwijkingen in de hoogte van het zeeoppervlak op submesoschaal

Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Xu Yongsheng van het Instituut voor Oceanologie van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft de tweedimensionale anomalie van de zeeoppervlaktehoogte (SSHA) van ongeveer 100 km langs het spoor en het eerste breedband SSHA-golfgetalspectrum verkregen met behulp van Airborne Interferometric Radarhoogtemeter (AIRA) waarnemingen.

Hun onderzoek werd gepubliceerd in Teledetectie op 12 april.

Tot op heden is de mensheid er niet in geslaagd om tweedimensionale (2D) oceanische processen op de submesoschaal van 0,1-10 km in het ruimtelijke domein te observeren met behulp van teledetectie. Het SSHA-signaal op deze schaal is klein en overschrijdt de resolutielimieten van de tot nu toe gebruikte satelliethoogtemeters.

Oceanische processen op deze schaal spelen echter een cruciale rol in de studie van de overdracht, cascadering en dissipatie van oceaanenergie, en zijn cruciaal voor onderzoek naar de energiebalans in de oceanen, het transport van voedingsstoffen en studies naar de mondiale klimaatverandering.

In deze studie gaven de onderzoekers een gedetailleerde analyse van de SSHA en het golfgetalspectrum verkregen door AIRA, en demonstreerden ze het potentieel van AIRA voor SSHA-observaties op submesoschaal. De AIRA toont een goed vermogen om kleinschalige SSHA vast te leggen. In het omkaderde gedeelte van de onderstaande afbeelding vallen golven met golflengten tussen 50 m en 150 m op als het meest dominante kenmerk. De SSHA op submesoschaal heeft doorgaans veel kleinere magnitudes dan oceaangolven.

Niettemin is het duidelijk dat de golven zich op een achtergrond bevinden die wordt gekenmerkt door golvende hoogten. Het spectrum van AIRA heeft een duidelijke negatieve helling tot ongeveer 1 km, consistent met theoretische voorspellingen.

AIRA’s opgeloste spectrale vermogensdichtheidsniveau in het submesoschaalbereik van 1-10 km is ongeveer tien keer lager dan dat van ICESat-2 ATL03, wat het superieure vermogen van AIRA aantoont om SSHA-variaties met lagere energie op te lossen. Het golfgetalspectrum is een belangrijke basis voor het evalueren van de observatieprestaties van AIRA.

“De resultaten van deze studie benadrukken het enorme potentieel van AIRA bij het detecteren van SSHA op een reeks schalen, van oceanische golven tot submesoschaal”, zegt He Jinchao, eerste auteur van de studie.

“We verwachten dat onze studie een nieuwe waardering zal wekken voor het potentieel van AIRA bij het detecteren van tweedimensionale kleine SSHA op submesoschaal”, voegde prof. Xu, corresponderende auteur van de studie, eraan toe. “Deze processen zijn van cruciaal belang voor het begrijpen van de oceaandynamiek, mariene ecosystemen en hun rol in het klimaatsysteem van de aarde.”