Nieuwe EarthCARE producten geven 3D kijkje in de atmosfeer
Op 28 mei 2024 werd de EarthCARE satelliet gelanceerd met het doel om de wisselwerking tussen wolken, fijnstof en de straling van de zon te onderzoeken. Met gedetailleerde data van de atmosfeer kunnen wetenschappers wolkenprocessen verbeteren in weer- en klimaatmodellen, een belangrijke bron van onzekerheid in klimaatprojecties. Deze maand zijn nieuwe dataproducten van de satelliet beschikbaar gesteld.Combineren van meetinstrumenten
Eerder dit jaar, halverwege januari, kwamen de eerste waarnemingen van de satelliet vrij. ESA noemt dit de level-1 producten en deze bevatten volledig verwerkte metingen van elk individueel instrument. De nieuwe level-2 producten gaan een stap verder en bevatten eigenschappen van de atmosfeer die zijn geschat op basis van de metingen. De overgang van level-1 naar level-2 data betekent dat er meer nauwkeurige profielen van de atmosfeer gemaakt kunnen worden. Door metingen van instrumenten zoals radar en lidar te combineren, zijn de producten gedetailleerder dan de uitvoer van afzonderlijke instrumenten.
De meeste satellieten maken alleen horizontale beelden van bovenaf, maar EarthCARE kan horizontaal én verticale profielen maken. De unieke 3-dimensioniële profielen leveren betere resultaten op het gebied van de eigenschappen van wolken. Het extra zijaanzicht levert bijvoorbeeld informatie over de hoeveelheid vloeibaar water en ijs in wolken, wolkhoogte en de 3D-structuur, maar ook rook- en stofstormen kunnen onderscheiden worden. Deze informatie is belangrijk voor het begrijpen van de rol van wolken in het klimaatsysteem en de gevolgen van bosbranden en stofstormen voor de luchtkwaliteit. Zo levert de satelliet uiteindelijk een cruciale bijdrage aan verbeterde klimaat- en luchtkwaliteitsmodellen.
Radar- en lidarwaarnemingen van EarthCARE tonen verschillende wolken en de neerslagsoort. Bron: ECMWF
De uitgegeven producten van deze maand bevatten drie combinaties van de vier meetinstrumenten. In december dit jaar zal ESA de overige level-2 data uitgeven, waar alle EarthCARE-metingen gecombineerd worden. Dat levert “de beste schatting van de eigenschappen van wolken en aerosolen en berekeningen van hun interactie met kortgolvige en langgolvige straling”, zegt Robin Hogan, ECMWF-wetenschapper en medevoorzitter van de EarthCARE Missieadviesgroep.
Enorme potentie
De Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) illustreert de aspecten van EarthCARE aan de hand van observaties van 18 september 2024. Van radar en lidar metingen kunnen atmosferische verschijnselen worden geïdentificeerd, zoals verschillende soorten wolken, neerslag en aerosolen. Daarnaast kan de valsnelheid van regen en de sterkte van opwaartse luchtstromen in onweerswolken gemeten worden. Vervolgens worden deze gegevens gecombineerd voor berekeningen van het watergehalte en verwarming of afkoeling van de atmosfeer door zonnestraling en thermische straling.
Atmosferische eigenschappen berekend op basis van de satellietobservaties. Bron: ECMWF
De berekeningen van het algoritme komen vrij goed overeen met rechtstreekse stralingsmetingen, wat betekent dat de wolkeigenschappen goed worden vergaard. Vergelijkingen met een ECMWF weersvoorspelling laten zien waar neerslagprocessen in modellen verbeterd kunnen worden ten opzichte van de werkelijkheid. “Het is nog geen jaar geleden dat EarthCARE werd gelanceerd, maar de voorlopige resultaten laten al een enorm potentieel zien. De metingen kunnen de weergave van wolken en aerosolen in modellen en hun interactie met zonne- en thermisch-infraroodstraling verbeteren”, aldus Robin.
