CO2/OZON ABSORBSİYON KANALLARI VE IASI *CALBET, 2011 Çeviren: Celil Kaplan Meteoroloji Genel Müdürlüğü Uzaktan Algılama Şubesi 1

2 Temel Fiziksel İlkeler: Atmosfer

3 Temel Fiziksel İlkeler: Atmosfer

4 Temel Fiziksel İlkeler: Işık: Dalga Dalga uzaklık yer değiştirme dalga boyu genlik

5 Temel Fiziksel İlkeler: Işık: Elektromanyetik Dalga Işık dalgası uzaklık dalga boyu elektrik alanının genliği manyetik alanının genliği

6 Temel Fiziksel İlkeler: Işık: Ayrışması

7 Temel Fiziksel İlkeler: Işık: Spektrum

8 Temel Fiziksel İlkeler: Siyah Cisimler

9 Temel Fiziksel İlkeler: Siyah Cisimler

10 Temel Fiziksel İlkeler: Siyah Cisimler

11 Temel Fiziksel İlkeler: Işık: Siyah Cisim Olarak Güneş ve Dünya Güneş ve Dünya’nın Siya Cisim Emisyon Eğrileri

12 Temel Fiziksel İlkeler: Işık: Emisyon ve Absorbsiyon

13 Temel Fiziksel İlkeler: Işık: Atmosferik Absorbsiyon Pencere Absorbsiyon Bantları

14 Temel Fiziksel İlkeler: Işık: Atmosferik Absorbsiyon

15 Dalga boyuna bağlı farklı absorbsiyon  yükseklik (pencere ve absorbsiyon bantları) Güneş ve Dünya’nın emisyonu (sınır 4 mikrondadır) Temel Fiziksel İlkeler: Işık: Özet

16 Metop’taki IASI: Kutupsal Alçak Dünya Yörüngesi (LEO) SeriYörüngeYükseklik (km)Amaç MeteosatSabit35786Atmosfer MetOpLEO kutupsal800Atmosfer ve Okyanuslar JasonLEO1600Okyanuslar

17 Metop’taki IASI: Sabit ve Kutupsal LEO Yörüngenin Karşılaştırılması Yerel Ekvator Geçiş Zamanı LEO Dünya’dan km uzakta Dijital TV, mobil ve ağ telekomu, bazı görüntüleme Sabit yörünge (GEO) Dünya’dan km uzakta Dünya’yı gözleme ve görüntüleme, bazı telekomlar, navigasyon

18 IASI Spektrum

19 IASI: Işığın Fiziksel İlkeleri

20 1. Kanal: VIS 0.6 µm 2. Kanal: VIS 0.8 µm 3. Kanal: NIR 1.6 µm 4. Kanal: MIR 3.9 µm 5. Kanal: WV 6.2 µm 6. Kanal: WV 7.3 µm 7. Kanal: IR 8.7 µm 8. Kanal: IR 9.7 µm (“Ozon”) 9. Kanal: IR 10.8 µm 10. Kanal: IR 12.0 µm 11. Kanal: IR 13.4 µm (“CO2) 12. Kanal: HRV (Yüksek Çözünürlüklü Görünür) Tüm MSG Kanalları: CO2 kanalı

21 CO2 kanalı 11.Kanal: 13.4 µm CO2 Kanalı

22 CO2 Kanalı Standart Orta-Enlem Yaz Nadir 11. Kanal 15 µm civarındaki CO2 absorbsiyon bandının merkezindedir.

23 CO2 kanalı Maksimum sinyal 820 hPa civarından Standart Orta-Enlem Yaz 60º Normalize Ağırlık Fonksiyonu

24 Görüntülerin nitelikli uygulamaları: IR pencere kanalları ile karşılaştırıldığında ek bir özelliği yok Nitelikli görüntü yorumları (zamansal olarak) için özel uygulama yok Nicelikli uygulamaları: Sıcaklık profilleri Kararsızlık Rüzgarlar CO2 Kanalının Uygulama Alanları

25 CO2 kanal görüntüsü Kanal 11: 13.4 µm

26 1. Kanal: VIS 0.6 µm 2. Kanal: VIS 0.8 µm 3. Kanal: NIR 1.6 µm 4. Kanal: MIR 3.9 µm 5. Kanal: WV 6.2 µm 6. Kanal: WV 7.3 µm 7. Kanal: IR 8.7 µm 8. Kanal: IR 9.7 µm (“Ozon”) 9. Kanal: IR 10.8 µm 10. Kanal: IR 12.0 µm 11. Kanal: IR 13.4 µm (“CO2) 12. Kanal: HRV (Yüksek Çözünürlüklü Görünür) Tüm MSG Kanalları: Ozon kanalı

27 Ozon kanalı 8.Kanal: 9.7 µm O3 Kanalı

28 O3 Kanalı Standart Orta-Enlem Yaz Nadir 8. Kanal 9 µm civarındaki O3 absorbsiyon bandının merkezindedir.

29 CO2 kanalı Sinyaller troposferin alt taraflarından. Ama; ikincil maksimum 100 hPa’dan yukarıda. Standart Orta-Enlem Yaz 60º Normalize Ağırlık Fonksiyonu

30 Alt troposferdeki ozon yoğunluğu, optik olarak uygulanabilen yapılara sahip bir kanal olarak kabul edilemez. Ama; WV’ deki siyah şeritlerin olduğu alanlarda beyaz şerit durumları mevcuttur. Dahası; en iyi bu kanalda görüldüğü üzere, bulutsuz denizde de yapılar vardır. O3 Kanalının Uygulama Alanları

31 Beyaz şeritler sadece 8. kanalda görülebilir, 9. ve 10. kanalda görülemez. WV ’deki (5. ve 6. kanal) koyu şeritlerde görünürler. Alçak tropopozdaki (tropopoz katlanması) tipik NWP parametreleri ile birliktelerdir: PV alçağı aşağıda (mesela 500 hPa) Şir vortizitesinin maksimumu 300 hPa ’da Bir jet şeridinin siklonik tarafında Beyaz şeritlerin fiziksel anlamı: Kirchhoff ‘un 2 ’nci kanununa göre aşağıdan gelen radyasyonu absorbe eden ve radyasyon yayan yüksek içerikli ozon Birçok beyaz şeritlerin olmadığı alçak tropopoz (tropopoz katlanması) durumu mevcuttur; sonuç olarak: Beyaz şeritler, yukarı troposferik yüksekliklerdeki yüksek stratosferik ozonun bir optik teşhisidir. O3 kanalı: Beyaz Şeritler

32 WV ‘daki siyah şerit: Atlantik, devasa alçak sistemi Kanal 8 ‘de aynı bölgede görülen beyaz şeritler Beyaz şeritler diğer IR kanallarında görülmez Model parametreleri: Siklonik taraftaki jet eksenine yakın (şir vortizitesinin başlangıç çizgisi) Siklonik şir vortizitesinin maksimumu 450 hPa ‘dan aşağıda PV = 1 Bu seviyelerdeki dikey kesit birleşiminde O3 kanalı: Beyaz Şeritler Temmuz 2003/0600 UTC Olayı

33 O3 kanalı: Beyaz Şeritler

34 O3 kanalı: Beyaz Şeritler

35 O3 kanalı: Beyaz Şeritler

36 O3 kanalı: Beyaz Şeritler 300 hPa ‘daki jet şeridinin siklonik tarafında

37 IASI: Kullanımı Profiller = Seviye 2 (L2) Radyanslar = Seviye 1 (L1) 2. Seviye İşlemi Tipik MTG – IRS Spektrumu Dalga sayısı Parlaklık sıcaklığı

38 IASI ‘da Sıcaklık ve Nem Profilleri

39 IASI: AIRS Profilleri ile bir Örnek Olay (1/2)

40 IASI: AIRS Profilleri ile bir Örnek Olay (2/2)

41 IASI Örnek Olay (1/2) IASI Sıcaklık Bilgisi Çıkarımı

42 IASI Örnek Olay (2/2) IASI NLR Sıcaklık Bilgisi Çıkarımı IASI NLR Çiy Noktası Sıcaklığı Bilgisi Çıkarımı IASI NLR Sıcaklık ProfilleriECMWF Çiy Noktası Sıcaklığı Profilleri