SMOS slår sig sammen med det bedste vejrudsigtssystem

Fra den 11. juni 2019, målinger fra ESA's SMOS -mission integreres fuldt ud i ECMWF's prognosesystem, muliggør en mere præcis beskrivelse af vandindholdet i jorden.

Siden lanceringen i 2009 har ESA's jordfugtigheds- og havsaltholdighed (SMOS) har leveret globale observationer af emissioner fra Jordens overflade, især jordfugtighed og havsaltindhold - to vigtige variabler i vandcyklussen.

Nøjagtige vejrudsigter er altafgørende for både kommercielle og fritidsaktiviteter. Det Europæiske Center for Mellemstore Vejrudsigter (ECMWF) er det førende agentur for at levere globale præcise vejrudsigter. Dens integrerede forudsigelsessystem (IFS), en gigantisk numerisk vejrudsigtsmodel, giver vejrudsigter 24 timer i døgnet, syv dage om ugen.

Patricia de Rosnay, teamlederen for Coupled Assimilation på ECMWF kommenterer, at "Når vi bruger SMOS -målinger i vores operationelle prognosesystem, får vi en bedre beskrivelse af vandets rumlige fordeling i jorden.

"Dette er vigtige målinger for at forstå de komplekse interaktioner mellem landoverfladen og atmosfæren, hvilket er afgørende for vores prognosesystem. "

Vejret er en kompleks proces, og en god forudsigelse afhænger stort set af kendskabet til Jordens atmosfære gennem forskellige observationer fra satellitter, in situ data, balloner, bøjer og andre observationssystemer.

Disse data skal være tilgængelige hurtigt for at være gavnlige for forudsigelser. Det tager omkring otte timer at registrere geofysiske målinger af jordfugtighed.

En smart teknik, der bruges til at fremskynde produktionen af ​​disse data, er maskinlæring, for eksempel ved hjælp af et kunstigt neuralt netværk, som beregner værdier af jordfugtighed fra satellitten inden for få sekunder. Det blev tilpasset af CESBIO og LERMA til at generere de nødvendige oplysninger til driftsprognoser.

"Maskinlæringsteknikker er beregningsmæssigt effektive og er meget hurtige værktøjer til hurtigt at behandle store datasæt. Brug af neurale netværk var nøglen til integration af SMOS -målinger i tide til vejrudsigten, "siger Nemesio Rodriguez-Fernandez fra CESBIO, og som designede og uddannede det neurale netværk forud for den operationelle integration udført af ECMWF.

At bruge målinger fra en Earth explorer -satellit i 24/7 operationer er en stor bedrift. Indtil nu, kun SMOS -målinger over land bruges til at understøtte generelle vejrudsigter. I betragtning af SMOS giver oplysninger under alle vejrforhold, SMOS leverer også nye oplysninger til sporing af orkaner og måling af tynd havis.

I fremtiden, informationerne fra SMOS over oceaner og polarområderne kan også bruges i kombination med jordsystemmodeller og dataassimilationssystemer.

ESA's SMOS mission videnskabsmand, Matthias Drusch, sagde, "Integrering af SMOS -målinger i ECMWFs prognosesystem har været en stor indsats, der startede for mere end 15 år siden. Denne succeshistorie viser, hvordan modeller og endda operationelle applikationer nyder godt af nye observationer."

Indtil nu, SMOS er den eneste Earth explorer-satellit, der leverer målinger operationelt til globale vejrprognoser på mellemlangt afstand. I øjeblikket, data fra ESA's Aeolus -mission bliver testet på ECMWF for operationelt prognosesystem, der skal bruges i den nærmeste fremtid.