2012. Kristýna Leimerová

6/26/2012

CLIMATE CHANGE INITIATIVE Kristýna Leimerová Česká kosmická kancelář, o.p.s.

Climate Change Initiative • • • • • • • • •

Oficiální název: Global Monitoring of Essential Climate Variables Element programu Earth Watch Vznik na základě reportů IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change ) potřeba řešení minimalizace jevů s negativním dopadem na změnu klimatu IPPC založeno UNEP (United Nations Environment Programme) a WMO (World Meteorological Organization) Souvislosti: pro globální studium klimatu ideální data dálkového průzkumu Země, pro některé oblasti není volně dostupný datový zdroj poskytující dlouhé časové řady přístupný 1992 – vznik GCOS (Global Climate Observing System) 2003 – ustanoven seznam ECV (Essential Climate Variables) – proměnné, které je třeba trvale sledovat Jakým stylem budou tyto proměnné poskytovány uživatelům? ESA reaguje vytvořením CCI

27. června 2012

Česko-slovenský FP7 SPACE infoden + GMES a klimatické změny

2

1

6/26/2012

Hlavní aktivity programu: • • • • • • • • •

Shromažďování, porovnávání a uchovávání dlouhých časových řad v distribuovaných archivech ESA Periodické zpracovávání základních datasetů z každé individuální EO mise a aplikování nejnovějších algoritmů zpracování a cal/val korekcí Integrace kalibrovaných datasetů odvozených z individuálních EO misí a senzorů, tak aby bylo dosaženo nejlepšího možného pokrytí pro každou ECV Hodnocení trendů a konzistence ECV záznamů v kontextu klimatických modelů Vývoj vylepšených modelů a algoritmů pro produkci požadovaných proměnných ze vznikajících zdrojů dat Fáze: 1 – Konzultace s uživateli a specifikace 2 – Vývoj systému a generování datových produktů 3 – Hodnocení a zpětná vazba

27. června 2012


3

Essential Climate Variables •

Na počátku z celkových 21 ECV vybráno 11, v průběhu výběr rozšiřován OCEÁN

PEVNINA

ATMOSFÉRA

•Sea-level •Sea Surface Temperature •Ocean Colour

•Landcover •Glaciers and Ice Caps •Fire Disturbance (Burned Area and Active Fire)

•Cloud •Aerosol •Ozone •Greenhouse Gasses (CO2, CH4)

•Ice Sheets •Sea Ice

•Soil Moisture

VYBRANÉ

ZBÝVAJÍCÍ

•Ocean Surface Salinity

•LAI •fAPAR •Snow •Albedo •Lake Levels •Biomass

VYBRANÉ NA ZAČÁTKU

DODATEČNĚ

27. června 2012


•Upper Air Winds

4

2

6/26/2012

Vstupy + výstupy • •

Zdrojová data: Datové archivy ESA (ERS, Envisat, EarthExplorer, Sentinely), NASA , NOAA, CSA a další

• • • • • • • • •

Výstupy: Zpracované datové produkty – ECV Výsledky kalibrace a validace, metadata Validační algoritmy Softwarové balíky pro zpracování dat Toolboxy Specifikace pro Globální monitorovací systémy Dokumentace Vzdělávací a komunikační materiály Produkty dostupné na stránkách http://www.esa-cci.org/

27. června 2012


27. června 2012


5

6

3

6/26/2012

• • •

V programu CCI je zapojen 15 Evropských zemí Rozpočet pro roky 2009 – 2014 činil 170 mil. euro – 75 mil. euro pokryto státy Program prodloužen do roku 2016 – nyní pokryto cca 78 mil. euro

27. června 2012

• • • • • • • • •


7

Cíle: produkce datasetů ECV pro jeden referenční rok z množství dostupných senzorů, vývoj nových algoritmů pro zpracování těchto dat, validace datových produktů Výstupy: Multispektrální aerosolová optická hloubka a typy aerosolů v rozlišení 10 km AATSR, MERIS a POLDER Rozlišení 50 km – SCIAMACHY, AATSR + index UV absorbce aerosolů Profily stratosférického ozonu v rozlišení 2,5° x 10° - GOMOS Agregované produkty, přizpůsobené konkrétním uživatelským požadavkům – úroveň 3 Datasety budou poskytovány ve formátu netCDF ve třech úrovních zpracování Dostupné použité nástroje a algoritmy ATSR-2 (ERS-2, ESA), AATSR (Envisat, ESA), MERIS (Envisat), POLDER (PARASOL, CNES), GOME (ERS-2), SCIAMACHY (Envisat), OMI (Aura, NASA), GOME-2 (MetOpA, ESA), AVHRR/3 (NOAA)

27. června 2012


8

4

6/26/2012

27. června 2012

• • • • • • • • • •


9

Cíle: tvorba datasetů charakteristik oblačnosti, validace pomocí pozemních i družicových dat Výstupy: Dva datasety s globálním pokrytím – hlavní proměnné vybrány na základě tříletého výzkumu (2007 - 2009) • Stupeň pokrytí oblačností, teplota a tlak horní hranice oblačnosti, obsah vody a ledu v oblačnosti Data poskytována v měsíčním časovém rozlišení, prostorové rozlišení 0,5° Ačkoliv synergií dalších senzorů je umožněno hodnocení základních komponent vlastností oblačností v denním rozlišení Datasety budou poskytovány ve formátu netCDF ve třech úrovních zpracování Dostupné rovněž použité nástroje zpracování Pro každý dataset použita jiná skupina senzorů: (A)ATSR (Envisat-ESA) – AVHRR (NOAA) – MODIS (Terra-NASA) (A)ATSR a MERIS (Envisat)

27. června 2012


10

5

6/26/2012

27. června 2012

• • • • • • •


11

Greenhouse Gases Cíle: monitorng a modelování nejvíce rozšířených antropogenních skleníkových plynů (CO2, CH4) Výstupy: Molární koncentrace CO2 a CH4 ze senzorů SCIAMACHY (Envisat) a TANSO (GOSAT, JAXA+NIES+MOE) Pro oblast horních vrstev atmosféry budou využity senzory IASI (MetOp-A), MIPAS (Envisat), ACE-FTS (SCISAT-1, CSA) Validace produktů bude uskutečněna pomocí dat pozemních sítí TCCON a NDACC, GAW a AGAGE Datasety budou poskytovány ve formátu netCDF ve dvou úrovních zpracování

27. června 2012


12

6

6/26/2012

27. června 2012

• • • • • • • •


13

Cíle: analyzovat potřeby komunit zabývajících se klimatem v oblasti výzkumu ozonu, přizpůsobit satelitní výstupy jejich potřebám Výstupy: Celkové množství ozonu z nadirových UV senzorů zpětného rozptylu • Časové řady od roku 1995 do současnosti generované z dat GOME, SCIAMACHY, GOME-2 a OMI Ozonové profily z nadirových UV senzorů zpětného rozptylu • Ze senzorů GOME, SCIAMACHY, OMI a GOME-2 pro období minimálně dvou po sobě jdoucích let Ozonové profily z hranových (limb) a okultačních senzorů • Ze senzorů GOMOS, MIPAS, SCIAMACHY, OSIRIS (Odin), SMR (Odin), ACE-TFS pro období minimálně dvou po sobě jdoucích let Data budou produkována ve čtyřech úrovních zpracování a ve třech typech (sloupec, nadirový profil, limb profil) Formát NetCDF a HDF5 Vertikální rozlišení 1-5 km, horizontální 30-80 km

27. června 2012


14

7

6/26/2012

27. června 2012

• • • • • •


15

Cíle: přispět k mapování ledovců – mapovaní ledovců ve vybraných oblastech, kde nejsou doposud tato data dostupná a definování konzistentního způsobu zpracování dat pro monitoring ledovců Výstupy: Oblasti ledovců – hranice ledovců ve vektorovém formátu společně s topografickými atributy (např. průměrná, min. a max. nadmořská výška, orientace a sklon Rozdíly nadmořské výšky – rozdíly pro celý ledovec z rozdílů digitálních výškových modelů, nebo formou časových řad konkrétních měřených bodů Rychlost povrchu – posuv povrchu ledovce vypočítaný pro vybrané části ledovce Landsat TM/ETM+, digitální výškové modely ASTER GDEM, SRTM a národní zdroje

27. června 2012


16

8

6/26/2012

27. června 2012

• • • • • • • • • • •


17

Projekt začal v lednu 2012 Cíle: vznik dlouhodobého konzistentního datasetu mapujícího vývoj ledovcového štítu Dynamika ledových štítů má vliv na změnu výšky hladiny moří Projekt zaměřen pouze na Grónsko, metody využitelné pro Antarktickou oblast Výstupy: Změna výšky povrchu (Surface Elevation Change,SEC) Rychlost pohybu ledu (Ice Velocity ,IV) Čára odtržení ledovce (Calving Front Location, CFL) Hranice ledovce na pevnině (Grounding Line Location, GLL) Data radarové altimetrie a SAR z ESA zdrojů Pozemní data Dánské geologické služby

27. června 2012


18

9

6/26/2012

27. června 2012

• • • • •

• • •


19

Cíle: Vývoj a validace algoritmů pro vytvoření globálních produktů z družicových dat z multisenzorových datových archivů Produkce globálních časových řad využitelné pro klimatický výzkum a modelování Posílit spolupráci mezi komunitami zabývajícími se výzkumem klimatu a jeho modelováním Výstupy: • Koncentrace chlorofylu fytoplanktonu • Vyzařování vodní plochy • Koeficient spektrálního útlumu záření procházejícího vodní hladinou • Celková absorbce • Celkový zpětný rozptyl • Absorbce CDOM • Zpětný rozptyl na částicích • Absorbce fytoplanktonu Data budou poskytována ve formátu NetCDF Požadované horizontální rozlišení 1 km, cyklus pozorování 1 den MERIS, MODIS, SeaWiFS (SeaStar, NASA)

27. června 2012


20

10

6/26/2012

27. června 2012

• • • •

•

•


21

Projekt začal v prosinci 2011 Cíle: poskytování časových řad koncentrace a tloušťky ledu – mořský led ubývá rychleji než předvídaly modely zemského systému pro poslední IPCC zprávu Výstupy: Koncentrace ledu • Oblast Arktidy a Antarktidy • Časová řada od roku 1979 • Pasivní mikrovlnná data • ASAR, TPM Tloušťka ledu • Oblast Arktidy • Časová řada od roku 1993 • Radarová altimetrie • RA (ERS, Envisat), validace rozptyloměr ASCAT (MetOp, EUMETSAT) Validace pomocí pozemních i družicových dat

27. června 2012


22

11

6/26/2012

27. června 2012

• • • • • • • • •


23

Sea Surface Temperature Cíle: vývoj a validace algoritmů na zpracování dat multi-senzorových datových archivů, generování a validace datasetů pro klimatický výzkum a modelování Výstupy: Časová řada teplot mořského povrchu – 1991 - 2010 Data budou poskytována ve čtyřech úrovních zpracování Data budou poskytována ve formátu NetCDF Prostorové rozlišení 0,05° - 0,25°, 1 - 4 km Přesnost 0,1°C ASTR-1,ASTR-2, AASTR, AVHRR (NOAA), SEVIRI (MSG) AMSR-E (Aqua, NASA), TMI (TRMM, NASA)

27. června 2012


24

12

6/26/2012

27. června 2012

• • • • • • • • • • • •


25

Hladina moře je brána jako ukazatel variability klimatu V současné době je k dispozici časová řada 20 let konstantního měření hladiny všech oceánů S využitím altimetrických dat je průměrná výška hladiny počítána kontinuálně od roku 1993 Cíle: vývoj a validace nových algoritmů zpracování družicových dat, vytváření nových datasetů a jejich validace, zohlednění zpětné vazby uživatelských komunit, vývoj systému pro budoucí produkci těchto dat Výstupy: Verze 0: výšky hladiny, existující algoritmy Verze1: výšky hladiny, nově vyvinuté algoritmy Průměrná výška hladiny (Mean Sea Surface, MSL), Anomálie výšky hladiny (Sea Level Anomaly, SLA) Prostorové rozlišení 6 - 7 km, měsíčně 1 produkt Data budou poskytovány ve formátu NetCDF ERS-1, ERS-2, Envisat TOPEX/Poseidon (CNES, NASA), Jason-1, Jason-2, Geosat-Follow-On (US Navy)

27. června 2012


26

13

6/26/2012

27. června 2012

• • • • • • • • • • •


27

Cíle: Analýza a specifikace požadavků pro vývoj algoritmů pro zpracování dat spálených ploch Porovnání a výběr nejvhodnějších algoritmů Vývoj systému pro produkci datasetů Validace a hodnocení produktů Výstupy: Časová řada spálených ploch v letech 1995-2010 pro 10 zájmových oblastí o celkové ploše 250 000 km² Spálené plochy v globálním pokrytí pro roky 1999, 2000, 2002, 2003 a 2005 Data poskytována ve formátu NetCDF Prostorové rozlišení 0,5° x 0,5°, časové rozlišení 15 dní ATSR-2, VEGETATION (SPOT), MERIS

27. června 2012


28

14

6/26/2012

27. června 2012

• • •

•

•


29

Cíle: vývoj algoritmů pro generování globálního datasetu, vývoj systému pro poskytování těchto produktů Výstupy: Landcover • Pro roky 2000, 2005, 2010 • Prostorové rozlišení 300 m (r. 2005, 2010), 1 km (r. 2000) • Data poskytována ve formátu NetCDF, GeoTIFF • MERIS FR, MERIS RR a SPOT-VGT Odrazivost povrchu • Pro roky 2003 – 2012, 300 m • NetCDF • MERIS, SPOT-VGT (možné rozšíření o časovou řadu 1998 - 2002), AASTR Validace daty GlobCover a odvozených produktů z pozorování senzoru MODIS

27. června 2012


30

15

6/26/2012

27. června 2012

• •

•

• • • •


31

Projekt začal v lednu 2012 Cíle: produkce kompletního a konzistentního záznamu půdní vlhkosti v globálním pokrytí z dat mikrovlnného snímání • Analýza potřeb komunity zabývající se výzkumem vlhkosti půdy • Přizpůsobení výstupů družicových pozorování těmto požadavkům • Vytvoření dlouhodobých časových řad vlhkosti půdy Výstupy: • Produkty z dat aktivního snímání (1991 - 2010) • Produkty z dat pasivního snímání (1978 - 2010) • Produkty vytvořené spojením obou datových zdrojů Specifikace datových výstupů bude vydána v říjnu 2012 Data poskytována ve formátu NetCDF C pásmové rozptyloměry – ERS-1/2, MetOp Multi frekvenční radiometry – SMMR (Nimbus-7, NASA), SSM/I (DMSP, NASA), TMI (TRMM, NASA, NASDA), AMSR-E (Aqua, NASA), Windsat (Coriolis, NRL)

27. června 2012


32

16

6/26/2012

27. června 2012

• • •

•

•


33

Climate Modelling User Group Cíle: Podpora integrace v rámci programu CCI • Prostřednictvím zpracování požadavků a hodnocení uživatelů (komunita zabývající se modelováním klimatu) • Prostřednictvím odezvy z pohledu klimatického systémů Podpora využívání globálních dat komunitou zabývající se modelováním klimatických změn • Podporou využívání dat specialisty zabývajícími se modelováním klimatu • Partnerstvím s existujícími výzkumnými organizacemi Hodnocení kvality a dopadu individuálních i kombinovaných datových produktů • Hodnocení využitelnosti produktů v klimatologických aplikacích • Kvantifikací přesnosti výstupů z modelů

27. června 2012


34

17

6/26/2012

• • • • • •

Hlavní aktivity: Definování vědeckých požadavků odvozených od GCOS Poskytování zpětné vazby CCI projektům Hodnocení produkovaných dat Zaměření na konzistentnost výstupů jednotlivých projektů Interakce s iniciativami zabývajícími se modelováním

27. června 2012


35

Děkuji za pozornost

Kristýna Leimerová [email protected] Mob.: +420 733 695 367

Česká kosmická kancelář, o.p.s. Prvního pluku 17 186 00 Praha 8 Tel.: +420 224 918 288 www.czechspace.cz

27. června 2012


36

18

2012. Kristýna Leimerová

Recommend Documents