stringtranslate.com

Влажность почвы Активная Пассивная

Анимация траектории SMAP вокруг Земли с 31 января 2015 года по 19 августа 2015 года:
  СМАП  ·   Земля

Soil Moisture Active Passive ( SMAP ) — это спутник мониторинга окружающей среды NASA , который измеряет влажность почвы по всей планете. Он предназначен для сбора глобального «снимка» влажности почвы каждые 2–3 дня. С такой частотой можно измерять изменения от определенных штормов, а также оценивать воздействие в разные сезоны года. [5] SMAP был запущен 31 января 2015 года. [2] Это был один из первых спутников наблюдения за Землей, разработанных NASA в ответ на десятилетнее исследование Национального исследовательского совета . [6] [7]

НАСА инвестировала 916 миллионов долларов США в проектирование, разработку, запуск и эксплуатацию программы. [8]

Первоначальный сбой в работе источника питания радара ограничил разрешение радиолокационных данных, собираемых с 2015 года.

Обзор миссии

SMAP обеспечивает измерения влажности почвы на поверхности земли и состояния замерзания-оттаивания с почти глобальным охватом повторных посещений в течение 2–3 дней. Поверхностные измерения SMAP сочетаются с гидрологическими моделями для вывода условий влажности почвы в корневой зоне. Эти измерения позволяют пользователям научных приложений:

  1. Понимать процессы, связывающие водный, энергетический и углеродный циклы на суше .
  2. Оценить глобальные потоки воды и энергии на поверхности суши.
  3. Количественная оценка чистого потока углерода в бореальных ландшафтах.
  4. Повысить навыки прогнозирования погоды и климата.
  5. Разработать более совершенные возможности прогнозирования наводнений и мониторинга засух.

Наблюдения SMAP собираются в течение как минимум трех лет после запуска, а 81 кг топлива, которое он несет, должны позволить миссии работать намного дольше ее проектного срока службы. Реализованы комплексная валидация, наука и прикладная программа, и все данные общедоступны через архивные центры NASA.

Статус

В августе 2015 года ученые завершили первоначальную калибровку двух приборов на борту, однако радар SMAP прекратил передачу данных 7 июля из-за аномалии, которую исследовала группа в JPL. [9] Группа выявила аномалию в источнике питания мощного усилителя радара. [10] [11] 2 сентября 2015 года NASA объявило, что отказ усилителя означает, что радар больше не может возвращать данные. Научная миссия продолжается, и данные возвращаются только радиометрическим прибором. [12] Основная миссия SMAP завершилась в июне 2018 года. Старший обзор Earth Science 2017 года одобрил миссию SMAP для продолжения работы до 2020 года и предварительно до 2023 года. [13]

Концепция измерения

Обсерватория SMAP включает в себя специализированный космический аппарат и набор инструментов на околополярной солнечно-синхронной орбите. Измерительная система SMAP состоит из радиометра (пассивного) и радиолокационного прибора с синтезированной апертурой (активного), работающего с множественными поляризациями в диапазоне L. Комбинированный подход к активным и пассивным измерениям использует пространственное разрешение радара и точность зондирования радиометра. [14]

Активные и пассивные датчики обеспечивают совпадающие измерения поверхностного излучения и обратного рассеяния. Приборы считывают условия в верхних 5 см почвы через умеренный растительный покров, чтобы получить глобально нанесенные на карту оценки влажности почвы и ее состояния замерзания-оттаивания.

Космический корабль совершает один оборот вокруг Земли каждые 98,5 минут и повторяет один и тот же наземный маршрут каждые восемь дней. [8]

Научная полезная нагрузка

Спутник несет два научных прибора: радар и радиометр, которые совместно используют один источник питания и развертываемую 6-метровую рефлекторную антенную систему, созданную Northrop Grumman [1] , которая вращается вокруг оси надира , производя конические сканирования поверхности. Широкая полоса обеспечивает почти глобальный повторный визит каждые 2–3 дня.

Характеристики системы SMAP

Вспомогательная полезная нагрузка

Образовательный запуск наноспутника X (ELaNa X), состоящего из трех полипикоспутниковых орбитальных развертывателей, содержащих четыре CubeSat (три миссии CubeSat), установленных на второй ступени ракеты-носителя Delta II: [8]

Проекты CubeSat развертываются как минимум через 2896 секунд после отделения активно-пассивной обсерватории почвенной влаги на орбиту размером 440 x 670 км с наклонением 99,12°. [8]

Описание программы

SMAP — это направленная миссия Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства. Проект SMAP управляется для NASA Лабораторией реактивного движения при участии Центра космических полетов Годдарда . SMAP основывается на наследии и мероприятиях по снижению риска отмененной миссии ESSP Hydros NASA. [15]

Наука и приложения

Наблюдения SMAP используются для характеристики гидрологических и экосистемных процессов, включая обмен водой, энергией и углеродом между землей и атмосферой. [16] [17] [18] Среди пользователей данных SMAP — гидрологи, синоптики, климатологи, а также специалисты по сельскому хозяйству и водным ресурсам. [19] К другим пользователям относятся специалисты по борьбе с пожарами и наводнениями, специалисты по контролю и профилактике заболеваний, специалисты по планированию действий в чрезвычайных ситуациях и политики. [19] Информация о влажности почвы и замерзании-оттаивании SMAP напрямую приносит пользу нескольким областям общественного применения, включая:

Прогнозирование погоды и климата

Инициализация численных моделей прогнозирования погоды и сезонных климатических моделей с точной информацией о влажности почвы увеличивает сроки выполнения прогнозов и повышает точность прогнозов.

Засуха

Информация о влажности почвы SMAP улучшает мониторинг и прогнозирование засушливых условий, открывая новые возможности для смягчения последствий засухи.

Наводнения и оползни

Системы гидрологического прогнозирования, откалиброванные и инициализированные с использованием полей влажности почвы с высоким разрешением, позволяют улучшить прогнозы наводнений [20] [21] и предоставляют важную информацию о вероятности оползней .

Производительность сельского хозяйства

Наблюдения за влажностью почвы с помощью SMAP приводят к улучшению прогнозов урожайности и расширяют возможности систем поддержки принятия решений о водном стрессе для сельскохозяйственной производительности . [19]

Здоровье человека

Улучшенные сезонные прогнозы влажности почвы напрямую приносят пользу системам раннего оповещения о голоде . Преимущества также реализуются за счет улучшения прогнозов теплового стресса и скорости распространения вируса , а также улучшения подготовки к стихийным бедствиям и реагирования на них.


Смотрите также

Примечания

  1. ^ Более 70% внешней полосы захвата

Ссылки

  1. ^ ab "Брошюра миссии SMAP" (PDF) . NASA.gov. Архивировано из оригинала (PDF) 2015-03-22 . Получено 16 ноября 2022 г. .
  2. ^ ab "NASA SMAP "Here I go!!!!"". NASA/Jet Propulsion Laboratory. 31 января 2015 г. Получено 31 января 2015 г.
  3. ↑ Рэй, Джастин (16 июля 2012 г.). «NASA дает ракете Delta 2 новую жизнь». Spaceflight Now . Получено 17 июля 2012 г.
  4. ^ "SMAP - Orbit". Heavens-Above . 15 октября 2019 г. Получено 16 октября 2019 г.
  5. ^ "Описание миссии SMAP". NASA JPL . Получено 16 ноября 2022 г.
  6. ^ О'Нил, Пегги и др. (2010). Миссия NASA Soil Moisture Active Passive (SMAP): Обзор . 30-й Международный симпозиум IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию. 25–30 июля 2010 г. Гонолулу, Гавайи. NASA. hdl : 2060/20110015242 .
  7. ^ "Decadal Survey". NASA. Архивировано из оригинала 25 августа 2009 года.
  8. ^ abcdefg "Soil Moisture Active Passive Launch" (PDF) . Jet Propulsion Laboratory . Январь 2015 . Получено 20 февраля 2020 . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  9. ^ Буис, Алан (5 августа 2015 г.). «NASA's SMAP Releases First Calibrated Data». NASA/Jet Propulsion Laboratory . Получено 10 августа 2015 г.
  10. ^ Buis, Alan (5 августа 2015 г.). «Команда SMAP расследует аномалию радиолокационного прибора». NASA/Jet Propulsion Laboratory . Получено 11 августа 2015 г.
  11. ^ Кларк, Стивен (10 августа 2015 г.). "NASA устраняет сбой в работе радара на новом спутнике SMAP". Spaceflight Now . Получено 11 августа 2015 г.
  12. ^ Коул, Стив и Буис, Алан (2 сентября 2015 г.). «Радар влажности почвы НАСА прекращает работу, научная миссия продолжается». НАСА . Получено 2 сентября 2015 г.
  13. ^ "NASA.gov" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2020-06-17 . Получено 2020-02-20 .
  14. ^ "Instrument". Влажность почвы Активно-Пассивный. NASA/Jet Propulsion Laboratory . Получено 19 апреля 2015 г.
  15. ^ Bélair, Stéphane; et al. (20–22 октября 2008 г.). Научный план и возможные канадские вклады в миссию Soil Moisture Active and Passive (SMAP) (PDF) . Международный семинар по микроволновому дистанционному зондированию для гидрологии суши: исследования и применение. Окснард, Калифорния. Архивировано из оригинала (PDF) 13 апреля 2009 г. Когда SMAP восставал из пепла HYDROS в 2007 г., CSA обменивалось с NASA информацией о возможности возобновления их партнерства. CSA в сотрудничестве с другими канадскими правительственными департаментами в настоящее время разрабатывает планы относительно возможных научных и технических вкладов в новую миссию. Научная деятельность будет включать как правительственных, так и академических партнеров.
  16. ^ МакКолл, Кайгин А.; Алемохаммад, Сейед Хамед; Акбар, Рузбех; Конингс, Александра Г.; Да, Саймон; Энтехаби, Дара (февраль 2017 г.). «Глобальное распределение и динамика поверхностной влажности почвы». Природа Геонауки . 10 (2): 100–104. Бибкод : 2017NatGe..10..100M. дои : 10.1038/ngeo2868. ISSN  1752-0894.
  17. ^ Stahl, Mason O.; McColl, Kaighin A. (2022-08-01). «Сезонный цикл поверхностной почвенной влаги». Journal of Climate . 35 (15): 4997–5012. Bibcode : 2022JCli...35.4997S. doi : 10.1175/JCLI-D-21-0780.1. ISSN  0894-8755. S2CID  247964325.
  18. ^ Артур Эндсли, К.; Кимбалл, Джон С.; Райхле, Рольф Х.; Уоттс, Дженнифер Д. (декабрь 2020 г.). «Спутниковый мониторинг глобальной динамики органического углерода поверхностной почвы с использованием углеродного продукта SMAP уровня 4». Журнал геофизических исследований: Biogeosciences . 125 (12). Bibcode : 2020JGRG..12506100A. doi : 10.1029/2020JG006100. ISSN  2169-8953. S2CID  229414978.
  19. ^ abc Buis, Alan (15 октября 2014 г.). «NASA Soil Moisture Mapper Arrives at Launch Site» (Картографирование влажности почвы НАСА прибыло на стартовую площадку). NASA/Jet Propulsion Laboratory . Получено 24 октября 2014 г.
  20. ^ Tramblay, Yves; Villarini, Gabriele; Khalki, El Mahdi; Gründemann, Gaby; Hughes, Denis (июнь 2021 г.). «Оценка факторов, ответственных за наводнения в Африке». Water Resources Research . 57 (6). Bibcode : 2021WRR....5729595Y. doi : 10.1029/2021WR029595. ISSN  0043-1397. S2CID  236392355.
  21. ^ Васко, Конрад; Натан, Рори; Пил, Мюррей К. (март 2020 г.). «Изменения в предшествующей влажности почвы модулируют сезонность наводнений в условиях меняющегося климата». Исследования водных ресурсов . 56 (3). Bibcode : 2020WRR....5626300W. doi : 10.1029/2019WR026300. hdl : 11343/264105 . ISSN  0043-1397. S2CID  213664765.

Внешние ссылки