ماموریت جهانی اندازه گیری بارش (GPM) یک شبکه بین المللی ماهواره ها است که مشاهدات جهانی نسل بعدی باران و برف را ارائه می دهد. با تکیه بر موفقیت ماموریت اندازه گیری بارش باران گرمسیری (TRMM)، مراکز مفهومی GPM در استقرار ماهواره "هسته" حامل یک سیستم رادار / رادیومتر پیشرفته برای اندازه گیری میزان بارش از فضا و به عنوان یک استاندارد مرجع برای متحد سازی اندازه گیری بارش از مجموعه ماهواره های تحقیقاتی و عملیاتی. از طریق اندازه گیری های مناسب میزان بارش در سطح جهان، ماموریت GPM در پیشبرد درک ما از چرخه آب و انرژی زمین، پیش بینی حوادث شدید که باعث ایجاد خطرات طبیعی و بلایای طبیعی می شوند، بهبود می بخشد و قابلیت های فعلی را در استفاده از اطلاعات دقیق و به موقع بارش باران به طور مستقیم به دست می آورد. جامعه GPM که توسط ناسا و آژانس اکتشاف هوافضا ژاپن (JAXA) به عنوان جانشین جهانی TRMM آغاز شده است، کنسرسیومی از آژانس های فضایی بین المللی، از جمله مرکز National d'Études Spatiales - CNES، سازمان تحقیقات فضایی هند (ISRO) را تشکیل می دهد. اداره ملی اقیانوس و اتمسفر (NOAA)، سازمان اروپایی بهره برداری از ماهواره های هواشناسی (EUMETSAT) و دیگران. رصدخانه هسته GPM در تاریخ 27 فوریه 2014، ساعت 1:37 بعد از ظهر EST از مرکز فضایی Tanegashima، ژاپن آغاز به کار کرد. 

ORNL DAAC's SDAT یک برنامه تحت وب مبتنی بر استاندارد کنسرسیوم Geospatial Open Geospatial برای تجسم و بارگیری داده های مکانی در زمینه های مختلف / زمانی، قالب های فایل و پیش بینی های انتخاب شده توسط کاربر است. چندین مجموعه داده شامل پوشش زمین، خصوصیات بیوفیزیکی، ارتفاع و داده های بایگانی شده ORNL DAAC از طریق SDAT در دسترس هستند. پرونده های KMZ نیز برای تجسم داده ها در Google Earth ارائه شده است.

لایه آب معادل برف AMSR2 میزان آبی را که در کیسه برف در نیمکره شمالی و جنوبی وجود دارد، اندازه گیری شده در واحد میلی متر را نشان می دهد. روش دیگر برای بررسی آن این است که اگر تمام برفها فوراً ذوب شوند، این می تواند عمق آن آب باشد. لایه معادل آب برف برای ارزیابی میزان آبی که در کیسه برف وجود دارد مفید است و می تواند برای ارزیابی رواناب سطحی هنگام ذوب برف و ارزیابی آب برای مناطق در ارتفاعات پایین استفاده شود. دستگاه Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR2) یک دستگاه رادیو متر مایکروویو منفعل است که با تابش مایکروویو در 12 کانال و 6 فرکانس از 6.9 تا 89 گیگاهرتز در ماهواره مأموریت مشاهده تغییرات جهانی - Water 1 (GCOM-W1) سکنو دارد.

Giovanni یک محیط آنلاین (وب) برای نمایش و تجزیه و تحلیل پارامترهای ژئوفیزیکی است که در آن به راحتی می توان به منشا (اصل داده ها) دسترسی داشت. این راهنمای کاربر در مورد نحوه استفاده از جیووانی و اطلاعات مربوط به محصولات و خدمات داده های جیووانی کمک می کند.

اثر خشکسالی در تابستان 2011 در جنوب ایالات متحده به راحتی قابل تشخیص بود. این امر در محصولات سوخته، پژمرده و مزارع برهنه پیدا بود. در ابرهای گرد و غبار که به آسمان و مخازن در حال انقباض می غلتید. در آتش سوزی هایی که از میان چمنزارهای شکننده و جنگل ها عبور می کردند و خانه ها و بیابان را می بلعیدند. در گرمای طاقت فرسایی که روز به روز بازگشت.

دمای سطح زمین و شرایط رطوبت تحت تأثیر بسیاری از پدیده های اقلیمی، هواشناسی، زیست محیطی و ژئوفیزیک قرار دارد. بنابراین، برآورد دقیق و با وضوح بالا از ذخیره آب و انرژی زمینی برای پیش بینی تغییرات آب و هوا، آب و هوا، بهره وری بیولوژیکی و کشاورزی، و جاری شدن سیل و برای انجام مطالعات گسترده ای در علوم زیستی گسترده تر، ارزشمند است. به طور خاص، ذخیره های زمینی انرژی و آب شارهای بین زمین و جو را تعدیل می کنند و در مقیاس های زمانی روزانه، فصلی و بین سال ماندگاری نشان می دهند. علاوه بر این، از آنجا که رطوبت، دما و برف خاک یکپارچه هستند، تعصبات در سطح زمین جبر داده ها و پارامترها به عنوان خطا در نمایندگی این حالت ها در پیش بینی های عددی عملیاتی و مدل های آب و هوایی و سیستم های همسان سازی داده های همراه آنها جمع می شود. این منجر به نادرست تقسیم آب و سطح انرژی، و از این رو پیش بینی های نادرست منجر می شود. اگر زمینه های سطح زمین در سطح جهانی، با وضوح مکانی بالا و در زمان تقریباً واقعی قابل اطمینان و در دسترس باشند، مجدداً در حالت های سطح زمین این مشکل را حل می کند.

استفاده از مدل های ماهیانه ژئوپتانسیل GRACE همواره با محدودیت هایی همراه است به طوریکه استفاده مستقیم از آن ها به ویژه در مناطق کوچکتر و در کاربردهایی مثل زیر نظر گرفتن چرخه هیدرولوژیکی که به دقت بیشتری در برآورد نمودن سیگنال های موردنظر, نیاز دارد، ما را با مشکلاتی رو به رو می نماید.به علت ارتفاع ماهواره، ضرایب پتانسیل از درجه و مرتبه بالا در مدل ژئوپتانسیل GRACE  دارای دقت پایینی هستند. گاهی مدل های هیدرولوژی برای تعین مرز فرکانسی جداکننده سیگنال ها از نویزها مورد استفاده قرار میگیرد.

داده های مدل هیدرولوژی زمین Noa 2.7.1 در سیستم جهانی جذب داده زمین (GLDAS). سیستم GLDAS در مقاله توسط رودل و همکاران (2004) شرح داده شده است. داده های ورودی برای پردازش ما از مرکز پرواز فضایی Goddard DISC بارگیری شد. داده های نقشه برداری موجود در اینجا محتوای کل آب یکپارچه است که با جمع آوری لایه ها از خروجی GLDAS بدست می آید:

"ضخامت معادل آب" چیست؟

تغییرات ماهانه مشاهده شده در گرانش ناشی از تغییرات ماهانه جرم است. می توان تصور کرد که تغییرات جرم در یک لایه بسیار نازک از ضخامت آب در نزدیکی سطح زمین متمرکز شده باشد (به عنوان مثال در یک لایه به ضخامت چندین کیلومتر). در حقیقت، بیشتر تغییرات جاذبه ماهانه در واقع به دلیل تغییر در ذخیره آب در مخازن هیدرولوژیکی، با حرکت توده های یخی اقیانوس، جو و خشکی و تبادلات جرمی بین این محفظه های سیستم زمین است. میزان عمودی آنها در سانتی متر با ضخامت آب معادل، بسیار کوچکتر از شعاع زمین یا مقیاس های افقی تغییرات، اندازه گیری می شود که به کیلومتر اندازه گیری می شوند. برخی از تغییرات گرانش ناشی از توزیع مجدد جرم در زمین 'جامد' است، مانند آنهایی که به دنبال یک زمین لرزه بزرگ رخ داده اند، یا آنهایی که به دلیل تنظیم ایزواستاتیک یخبندان ایجاد می شوند. در این موارد، تفسیر تغییرات گرانش از نظر "ضخامت معادل آب" صحیح نیست، حتی اگر محاسبه این مقدار هنوز هم امکان پذیر باشد (به عنوان مثال، با حذف اثرات جامد زمین برای جداسازی تغییرات جرم مربوط به آب).

ناسا، دانشگاه نبراسکا نقشه های جدید آبهای زیرزمینی جهانی و پیش بینی های خشکسالی ایالات متحده را منتشر کردند. داده های ماهواره ای در مورد حرکت آب بر روی زمین به بهبود دقت نقشه ها و پیش بینی های رطوبت کمک می کند. محققان ناسا نقشه های جهانی هفتگی مبتنی بر ماهواره و رطوبت خاک و شرایط رطوبت آب های زیرزمینی و پیش بینی های یک تا سه ماهه ایالات متحده از هر محصول را تهیه کرده اند. در حالی که نقشه های شرایط خشک / مرطوب فعلی ایالات متحده از سال 2012 در دسترس است، این اولین جدول زمانی است که در سطح جهان در دسترس است.

آچوار یک جامعه بومی منزوی است که در جنگل های بارانی آمازون در نزدیکی مرز شمال پرو و ​​اکوادور زندگی می کند. آنها در 41 جامعه در مجاورت رودخانه های Pastaza ،Tigre و Corrientes زندگی می کنند. از دهه 1970، چندین شرکت مختلف نفتی فعالیت های استخراج نفت را در سرزمین های آچوار آغاز کردند، اما بدون اخذ مجوز مناسب از مردم آچوار، همانطور که طبق قوانین پرو (و بین المللی) لازم است. به عنوان مثال، پرو امضا کنوانسیون ILO 169، یک کنوانسیون بین المللی حقوق بومی است که مقرر می دارد جوامع بومی حق مشاوره قبلی درباره پروژه های زیرساختی را دارند که در اراضی آنها انجام می شود.

اهمیت

درذ یک پژوهش موردی، مشخص شده است که آژانس های دولتی در همه سطوح به نقشه های شبکه های کانال جریان برای تلاش های مدیریتی مانند بررسی زیستگاه، برنامه ریزی کلی استفاده از زمین و تعیین بارهای غیر نقطه ای آلاینده ها به خلیج چساپیک اعتماد می کنند. USGS یک شبکه گسترده جریان را در مجموعه داده های هیدروگرافی ملی (NHD) خود ترسیم کرده است که کانال های جریان و نقاط سرچشمه را تعیین می کند که از نقشه های توپوگرافی، عکسبرداری هوایی و در بعضی مکان ها، صحت تعیین می شوند. بخش بزرگی از طول شبکه فاضلاب واقعی، متشکل از کانالهای کوچک سرچشمه است که در NHD شامل نمی شوند زیرا معمولاً از تصاویر هوایی به راحتی مشخص نمی شوند یا برای نشان دادن مشخصات کانال "سنتی" بسیار کوچک هستند (اسمیت و هرمان 2005). جریان های سرچشمه، علی رغم فراوانی در چشم انداز، کمترین نقشه برداری را دارند و می توانند تأثیر قابل توجهی بر کیفیت آب جاری در پایین دست داشته باشند،

NDVI (شاخص طبیعی پوشش گیاهی تفاوت عادی) یک شاخص پوشش گیاهی همه کاره برای ارزیابی پوشش گیاهی و پویایی تغییر پوشش گیاهی است. این شاخص در طول سال ها با بسیاری از ماهواره ها مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفته است و روش حساب آن را نسبت به تعداد و نوع باند ماهواره تغییر داده است. آموزش زیر محاسبه NDVI برای تصاویر Landsat 8 با استفاده از QGIS را نشان می دهد.

ماهواره گریس

در سال ۲۰۰۲ اولین ماهواره برای پایش تغییرات پتانسل جاذبه زمین (ژئوپتانسیل) در مدار زمین قرار گرفت، اسم این ماهواره را gravity recovery and climate experiment یا به اختصار GRACE گذاشتند.

ماهواره گریس میتواند کاربر های زیادی داشته باشد برای مثال: مدل جهانی ژئوپتانسیل، مطالعه اتمسفر زمین و… بود. اما آنچه که برای ما مهم است برآورد میزان تغییرات آب‌های زیر زمینی با گریس از روی تغییر در ژئوپتانسیل در زمین است.

بررسی اجمالی

نمایش پرونده های داده های GPM / TRMM HDF با استفاده از THOR

Orbit Viewer THOR ابزاری برای نمایش پرونده های داده ماهواره ای در بایگانی ماموریت اندازه گیری بارش باران گرمسیری (TRMM) است. THOR مخفف "ابزاری برای بررسی با وضوح بالا" است. این برنامه نقطه ای و کلیک در IDL است که بر روی لینوکس، مک OS X و ویندوز اجرا می شود. این شما را قادر می سازد تا روی نقشه ای از مشاهدات TRMM Earth با وضوح کامل ابزار نمایش داده شود. حتی اگر می خواهید با استفاده از برنامه های IDL خود، خواندن و تجزیه و تحلیل فایل های GPM HDF5 را انجام دهید، می تواند به بیننده داده های THOR نصب شود تا بررسی های سریع روی پرونده های HDF5 شما در حال تجزیه و تحلیل باشد.

با استفاده از Giovanny، نمودار یا نقشه ای از باران های باران را برای یک محدوده زمانی و موقعیت مکانی تهیه کنید

1. متغیر مورد علاقه را جستجو و انتخاب کنید

با استفاده از مرورگر وب مورد نظر خود به وب سایت Giovanni بروید:

IMERG را در قسمت Keyword وارد کنید و دکمه جستجو را فشار دهید. در صفحه وب نتیجه باید مانند شکل 1 زیر باشد.

سامانه Earth Explorer بخشی از سیاست شفاف سازی اطلاعات و دسترسی عموم به داده های علمی است؛ که توسط سازمان زمین شناسی آمریکا با همکاری سازمان ناسا و سایر سازمان های علمی جهانی به دستور کنگره ملی ایالات متحده دایر و ساخته شده است و این امکان را به تمام محققین و دانشمندان می دهد تا به صورت کاملا رایگان به تمامی تصاویر و دیتاهای بدست آمده از ماهواره های لندست، سنجنده های MODIS و  AVHRR، NASA’s ASTER، و رادارهای شاتل و آن هم به صورت به روز، دسترسی پیدا کنند.