Pengamatan Lautan dengan Radar Scatterometer

Instrumen ERS Scatterometer

EUMETSAT Advanced Retransmission Service (EARS) dibangun untuk menyediakan informasi bagi komunitas meteorologi dengan data regional dengan ketepatan waktu sehingga dapat melakukan peramalan saat sekarang dan peramalan cuaca numerik.Instrumen scatterometer menyediakan informasi angin dekat permukaan laut, dan scatterometry adalah ilmu untuk menyaring informasi dari instrumen sehingga menghasilkan data-data keluaran yang informatif. Scatterometers dengan aktif mentransmisi pulsa elektromagnetik ke permukaan bumi dan mengukur backscatter response-nya, atau energi (power) dari pulsa yang dihamburkan kembali ke antenna penerima. Peneliti dapat menurunkan berbagai variable geofisik dari backscatter response; wind speed dan wind direction tidaklah diukur secara langsung tetapi diolah dari. Aplikasi nya termasuk kajian dinamika troposferik dan air-sea momentum fluxes.

Informasi mengenai angin dan informasi badai yang terjadi di laut dibuat secara garis besar, datang secara cepat dan bersifat lokal, tidak memiliki keteraturan frekuensi, dan sering laporannya tidak akurat dari pengukuran di kapal. Instrumen yang dikenal dengan nama scatterometer merupakan instrumen penginderaan jauh yang mampu dari mengukur kecepatan dan arah angin angin yang dapat melintasi seluruh permukaan Bumi pada segala kondisi cuaca. Instrumen ini memancarkan pulsa radar yang akan di direleksikan atau di hamburkan oleh permukaan laut dan secara otomatis signal yang diterima akan dianalisis dan dapat menyatakan arah dan kecepatan angin yang dapat mempengaruhi kondisi permukaan laut.

Active Microwave Instrument (AMI) adalah suatu instrumen yang dibawa oleh satelit pertama European Remote Sensing Satellites (ERS-1 and ERS-2) yang diluncurkan oleh European Space Agency tanggal 17 Juli 1991 dan 20 April 1995. AMI mempersatukan dua radar yang berbeda, Synthetic-Aperture Radar (SAR) yang mengoperasikan citra atau model gelombang dan Wind scatterometer. Permukaan bumi diindera oleh empat antena dan energi backscattered diterima untuk menurunkan data angin dan gelombang spektral atau memproduksi citra beresolusi tinggi.

Scatterometers mengukur properties permukaan dengan resolusi spasial yang relative kasar (with relatively coarse spatial resolutions) dibanding dengan passive microwave radiometers karena alat ini hrus merata-ratakan pulsa yang diterima yang mencakup luasan area yang luas yang dengan teliti mengukur ampltudo pulsa yang kembali. Sementara hal ini tidak membolehkan analisa detail dari permukaan, alat ini mempunyai keuntungan dengan cakupan yang lebih besar dari permukaan bumi pada siaman yang lebih sering dibanding synthetic aperture radar (SAR). Cakupan ini diinginkan untuk memantau (monitoring) synoptic-scale phenomena seperti global ocean winds dan snow cover, continental ice sheets, dan polar sea ice.

Mode angin pada instrumen ini menggunakan tiga antena untuk men-generate baem radar 45° ke arah depan, dan sa,ping dan 45° ke arah belakang dengan memperhatikan arah pergerakan dari satelit. Beam ini mengiluminasi 500 km luas sapuan selama satelit mengorbit Bumi dan setiap beam menghitung hamburan balkik dari permukaan laut dengan besar gridnya seluas 25 km. Hasilnya adalah tiga pengukuran independen dari hamburan balik permukaan laut untuk setiap grid poin, diperoleh dari tiga arah pandang yang berbeda dan terpisah oleh time delay. Hasil hambur balik yang memperlihatkan kekasaran permukaan laut merupakan fungsi dari kecepatan dan arah angin dan kemudian diproses menggunakan model matematika.

Gelombang mikro scatterometer dapat mengukur tenaga yang diterima dari pantulan backscattering permukaan objek. Sensor scatterometer mengukur vektor kecepatan angin dalan dua dimensi. Gelombang mikro scatterometer dikelompokkan menjadi dua tipe yaitu tipe pulsa dan gelombang kontinu. SEASAT-SASS adalah salah satu contoh scatterometer yang mempunyai empat antena dan memancarkan pulsa 14,5 GHZ pada sudut yang berbeda dan menerima backscattering yang dibagi dalam beberapa sel memlalui sebuah filter doppler. Seiring dengan peluncuran satelit, sel yang sama dari bidang laut dapat mengamati dari beam dari bagian depan yang belakang dari sudut beam 90° yang berbeda yang memungkinnkan untuk penentuan arah dan kecepatan angin. Pengukuran angin di atas permukaan laut dilakukan secara tidak langsung melalui scattering gelombang mikro dari permukaan laut dan hubungan antara angin laut dan tinggi gelombang.

Pengamatan Lautan ,Radar Scatterometer

Gambar 1. Geometri ERS Wind Scatterometer

Scatterometry membangun heuristik. Hal ini ditemukan secara eksperimen bahwa kepekaan dari kecepatan dan arah angin menunjukkan perubahan hamburan balik pada lautan pada sudut datang moderat menghasilkan perubahan kekasaran permukaan laut.

Hasil scatterometer mewakili data angin pada ketinggian 10 m melalui wind vector cell (WVC). Hal ini penting untuk disadari bahwa pendekatan nyang digunakan di sini mengikuti pengukuran radar backscatter yang dirangkaikan pada kondisi angin 10 meter di atas permukaan laut, secara sederhana karena dengan demikian dapat di validasi. Hal ini berarti bahwa semua efek yang berhubungan dengan angin vektor 10 meter berhubungan dengan kestabilan udara, kondis dari permukaan, amplitudo gelombang laut.

Karakteristik produk dari data angin yaitu merupakan netral horizontal vektor angin pada ketinggian 10 meter di atas permukaan laut. Kecepatan angin diukur dengan satuan meter per detik sedangkan arah angin relatif ke utara 0 derajat. Kecepatan angin berkisar antara 0-50 m/s akan tetapi kecepatan yang di atas 25 m/s tidak realistis (tidak handal).

QuikScat Satellite

Satelit Quikscat dibangun oleh Ball Aerospace & Technologies Corp. Quikscat dibeli oleh NASA dan dikelola oleh pusat program penerbangan angkasa luar Goddard, greenbelt . Satelit Quikscat menyediakan data untuk banyak kepentingan. Peramalan cuaca, hampir dua per tiga dari bumi ditutupi oleh samudera yang mana tidak memiliki stasiun cuaca dan hanya data bouy yang keberadaannya menyebar dan sedikit. Ketiadaan informasi ini menyulitkan peneliti dan imuwan mengetahui cuaca pada saat sekarang dan menghambat kemempuan mereka untuk meramalkan kondisi cuaca ke depan. Satelit QuikScat mampu menyelesaikan masalah ini.

National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) akan memproses data QuikScat yang mendekati real time dan mendistribusikan informasinya kepada pengguna kemudian menyatukan pengukuran mereka untuk menghasilkan suatu peramalan yang tepat.data tersebut akan jadi penting untuk peramalan cuaca jangka pendek dan memainkan peranan penting mendorong para ilmuwan dengan kemampuan mereka memprediksi pola cuaca global hingga pada sistem iklim dunia.

QuikScat juga bekerja untuk memonitor kondisi iklim abnormal dari El Nino dan La Nina. Perubahan kondisi angin pada Samudera Pasifik merupakan komponen penting terhadap fenomena El Nino dan La Nina. QuikScat sebagai pendeteksi terjadinya badai, karena radar QuikScat mampu menentukan lokasi, struktur dan kekuatan badai yang sedang terjadi di laut. Badai laut keras - topan di Samudera Atlantik, topan dekat Asia dapat dideteksi oleh radar QuikScat.

NOAA/NESDIS SeaWinds Near Real Time Processing System

NOAA menghasilkan data kecepatan dan arah angin secara near real time dari QuikScat dan ADEOS-II SeaWinds Scatterometer yang mana usaha untuk membuat data near real time sesuai pada sistem proses cuaca secara interaktif. Hasil pengiriman pulsa hambur balik dari permukaan laut, satelit QuikScat mengirimkan data ke ground station dan kemudian data diteruskan ke NOAA untuk pemrosesan data near real time dan ke JPL untuk servis proses. Scatterometer mengukur reflektivitas melalui satu set dari sudut datang yang berbeda . Scatterometer rata-rata dideteksi kembali dari pulsa sequensial. Rata-rata tersebut memastikan lebih akurat perhitungan dari koefisien nilai hamburan balik, sejak pulsa pertama kembali yang merupakan tipe gangguan yang khas. Karena signal dari target dari multiple ground berkaitan antara satu dengan yang lainnya signal yang kembali tersebut mengalami distorsi.

Referensi

Augenbaum, J. M. 2002. Seawinds Near-Real-Time Scatterometer Winds for AWIPS Crapolichio, R. 2005. Assimilation of reprocessed ERS scatterometer data into ECMWF weather analysis on the Mediterranean Sea data over the Tibetan plateau EUMETSATAdvanced Retransmission Service. 2008. ERS Scatterometer Product User Manual Gade, M. 1998. On the Reduction of the Radar Backscatter by Oceanic Surface Films: Scatterometer Measurements and Their Theoretical Interpretation Gelsthorpe, R. V. ASCAT – Metop’s Advanced Scatterometer in the southwestern Indian Ocean James, P. I. 2000. Scatterometer-Derived Operational Winds and Surface Pressure Jiai, P. 2002. Interpretation of scatterometer ocean surface wind vector EOFs over the Northwestern Pacific Keller, W. C. 1984. Coastal Engineering Technical Note Lim, K. S. 2008. Multi-Angular Scatterometer Measurement for Various Stage of Rice Growth. Mathaeis, P. D. Simulation of the AQUARIUS Radar Scatterometer NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION. 1999. Quick Scatterometer Launch. Perez, J. L. A. 2000. Resolution Improvement of ERS Scatterometer Data Over Land by Wiener Filtering Petit, M. 2005. Satellite-Derived ERS scatterometer sea-surface wind-stress curl scatterometer measurements Tanboe, R. dan Toudal, L. 2005. Classification of new-ice in the Greenland Sea using Satellite SSM/I radiometer and SeaWinds scatterometer data and comparison withice model

Penulis

Pengamatan Lautan ,Radar ScatterometerYogi Suardi, Lahir di Penyalai Riau 4 Januari 1987. Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Kelautan IPB Angkatan 42

0 komentar:

Poskan Komentar