Fjärranalys på SMHI Adam Dybbroe
Introduktion Ämnesområden Meteorologi Hydrologi Oceanografi Användning Nowcasting Modellering (Assimilation) Klimat Observation Satellit Radar
Introduktion Vilka (MHO-)parametrar vill och kan vi försöka kartlägga med fjärranalysdata: Nederbörd Moln (mängd, höjd, vatteninnehåll, fas, partikelstorlek, etc) Aerosoler (föroreningar, sand, vulkanisk aska etc...) Temperatur- och vattenånga i atmosfären Vind Snö på marken SST samt havsisens utbredning och karakteristik Vattenytans tillstånd (alger, oljeföroreningar) Våghöjder och vattenstånd (även på stora sjöar) Fuktighet i marken...
Vilka satelliter? WMO Spaced-based Global Observation System FY3? NPP 2011 2016 + Radarsat-SAR Senare: Post-EPS (2019), MTG (2018), PCW (2016?)
Hur? Direktmottagning (Direct Readout): Polära data för Nowcasting via tracking antenna högupplösta, realtid EUMETCast: EUMETSAT satelliter (Meteosat, Metop, Jason,...) och produkter samt tredjeparts data (NOAA, NASA, CMA,...). DVB mottagning FTP/HTML hämtning: T.ex Envisat MERIS (ESA), Radarsat (via MyOcean) och Terra&Aqua MODIS (NASA).
Meteorological Satellite framework National Meteorological services Satellite Application Facilities Central Facilities och ytterligare 4 SAFar
Introduktion Men Fjärranalys är annat än Satellit...
Introduktion Väderradar BALTRAD EU projekt Leds av SMHI Med syfte att bygga upp en modern och hållbar infrastruktur runt Östesjöregionen för Väderradarinformation
Hydrologi: Pågående: Nederbörd - Väderradar Ännu inget avgörande framsteg: Snö på marken MODIS/AVHRR & SAR Kanske i en när framtid: Vattenstånd Altimeter (Jason-2) Möjligen: Fuktighet i marken SAR, Scatterometer
Hydrologi Radarnederbörd som indata till hydrologisk modellering Dagens Hydrologiska modeller körs oftast på tidssteget 1 dygn Nederbördsdata samlas in på tidssteget 1 dygn Vissa processor sker dock på kortare tidssteg, t.ex flash floods Det finns ett behov att modellera dessa processer på högre upplösning i tid och rum För att klara detta behov behövs både en hydrologisk modell och nederbörd med hög upplösning i tid och rum
Hydrologi Tre kandidater för 1-timmes ackumulerad nederbörd i hög upplösning: Stationsdata interpolerad till ett 4 x 4 km rutnät: Hög kvalitet men glest! MESAN: Analysprodukt driven av HIRLAM (Röda prickar = Radaranläggningarnas placering) Radar: 2 km upplösning
Oceanografi: Operationellt: Isutbredning och SST Operationellt: Algkartering Kanske i en när framtid: Vattenstånd Altimeter (Jason-2) Möjligen: Vind över havsyta Scatterometer (ASCAT)
Istjänsten vid SMHI Övervakar och karterar isläget kring Sverige Tillhandahåller beslutsunderlag till Sjöfartsverkets isbrytarverksamhet Isprognoser och konsultuppdrag till sjöfart och privat sektor Klimatdata Isrelaterad information till allmänhet och media
Oceanografi Satellitbaserad fjärranalys för havsis och ytvattentemperatur RS-2 SCAN SAR-Wide 2010-02-26 MacDonald, Dettwiler and Associates 2010 Satellit Radarsat-2 Envisat Terra/Aqua NOAA/Metop MODIS channels 7-2-1 2010-03-06 OSI-SAF (SST) 2010-06-27 NASA/GSFC, MODIS Rapid Response, 2010 EUMETSAT/NOAA 2010 Typ SAR HH/HV SAR VIS (MODIS) VIS/IR (AVHRR) Upplösning (m) 100 150 250 1000
Oceanografi RS-2 SCAN SAR-Wide 2011-02-24 MacDonald, Dettwiler and Associates 2010
Oceanografi BAWS: Baltic Algae Watch System Daglig övervakning av ytansamlinger i Svenska farvatten Photo by Mattias Sköld Bloom of Noctiluca scintillans in the Skagerrak 2002 Cyanobacteria bloom at north cape of Öland 2006 Photo by Swedish Coast Guard, Air Patrol
Oceanografi Summary of cyanobacteria observations from satellite JuneAugust 2010, preliminary data Hansson and Öberg
Oceanografi Surface accumulations of cyanobacteria blooms 1997-2009 Hansson & Öberg, Cyanobacterial blooms in the Baltic Sea, HELCOM Indicator Fact Sheets 2009
Oceanografi Ny blomningsdetektering baserat på MERIS & MODIS istället för AVHRR Blomningskarta för 31 Juli 2008 Ny metod Gammal metod Martin Hansson, Per Pemberton, Bertil Håkansson, Anu Reinart, Krista Alikas
Meteorologi: Operationellt: Radianser HIRLAM assimilering AMSU high peaking channels Molnmängd och molnhöjd för Nowcasting (SEVIRI, AVHRR) RGB bilder för Nowcasting och Varning/Övervakning (SEVIRI, AVHRR) På gång: Radianser HIRLAM assimilering Molniga radianser AMSU/MHS och även SEVIRI Radar-intensitet
Meteorologi Eumetsat Advanced Retransmission Service (EARS): Data (ATOVS) i nära realtid från flera mottagningsstationer: Lämpade för regionala NWP modeller
Meteorologi Senaste utveckling av HIRLAM koden: AMSU-A nu också över land och havsis high peaking channels Exempel på dataanvändning från ett assimilerings-tillfälle NOAA-15 NOAA-16 NOAA-18 NOAA-19 Metop-A
Meteorologi Tydlig positiv påverkan Medelfel och RMSE (yttrycket): - Ingen ATOVS - Alla tillgängliga ATOVS ATOVS = AMSU-A + MHS
Meteorologi Pågående utveckling mot att ta in även SEVIRI Fördelar med SEVIRI: Hög upplösning horisontellt och i tid (varje kvart) Nackdelar: Sämre upplösning vertikalt Ser inte igenom moln
Meteorologi SEVIRI data på HIRLAM C22 arean
Meteorologi Rymdstyrelseprojekt: Assimilation of high res cloud resolving radiances in high res models with 4D pattern matching algorithms (2009-2011)
Meteorologi SEVIRI WV073 @ 20090113:12 WV-7.3 simulerad fc 00+12 WV-7.3 Observerad Estimated Tx,Ty SEVIRI
Meteorologi SEVIRI WV073 @ 20090113:12 WV-7.3 Simulerad & Warped WV-7.3 simulerad fc 00+12 Estimated Tx,Ty fc(x+tx,y+ty)
Meteorologi Nowcasting SAF produkter/parametrar Cloud Mask Cloud Type Cloud Top Temperature & Height Precipitating Clouds http://nwcsaf.smhi.se Nowcasting: Prognos för de närmsta (ca 6) timmar, fenomen på liten skala, t.ex bymoln RGB
Meteorologi PPS: Polar Platform System PPS Processes Cloud and a Precipitation products from Polar orbiting satellites Current processing capabilities for NOAA15-19, Metop, MODIS Preparations for NPP under way Historic AVHRR data processing from GAC Designed for HRPT data streams, but also adapted to other data input Originally designed for Nowcasting, but cloud products also covering needs of wider user communities (climate, land and ocean applications)
Meteorologi Samma produkter/parametrar från både polära och geostationära satelliter: SEVIRI Cloud Type AVHRR Cloud Type Met08 2005-10-16 11:30 UTC NOAA 18 #2102 2005-10-16 11:31 UTC
Meteorologi SEVIRI RGB ch 1,2,9 AVHRR RGB ch 1,2,4 Met08 2005-10-16 11:30 UTC NOAA 18 #2102 2005-10-16 11:31 UTC
Meteorologi Validering av PPS bl.a. med Calipso/CloudSat Calipso/CloudSat data tillsammans med Aqua/MODIS och kollokaliserade AVHRR (Metop-A och NOAA-18&19) utgör et unikt dataset (inte bara) för validering och utveckling av molnprodukter från PPS. Dessa data hjälper också att öka förståelsen för hur moln och aerosoler påverkar vårt klimat
Meteorologi Validering med Calipso/CloudSat: PPS Molnhöjd AVHRR Calipso CloudSAT
Meteorologi A-train data kan förstås användas till mycket annat också... Eyjafjällajökull utbrottet April-Maj 2010 sett från CALIPSO och Aura: CALIPSO/Caliop 17 April 2010 Aura/OMI 5 Maj 2010: SO2 koncentration
Cloud Products and Services Preparation of the first CMSAF AVHRR GAC Cloud dataset covering period 1982-2009 (tentative release autumn 2011) Animation of total cloud cover (CFC) for the month of July 2001-2009
Meteorologi Mesan mesoskalig analys Komposit från 1 PPS + 2 MSG-scener
Meteorologi Produkter till Företag & Media Exemplen: Klassificerat bild till TV & Tidningar Vägverket: Låga moln
Meteorologi Produkter till Försvaret: Afghanistan & Afrikas horn Meteosat-7 06:30 UTC 13/3-2011 Metop-A 06:22 UTC 13/3-2011 Meteosat-7 04:30 UTC 13/3-2011 Metop-A 04:37 UTC 13/3-2011
Meteorologi Dedikerade uppdrag: Kuwait Meteosat-7 Overview RGB Meteosat-9 Overview RGB Meteosat-9 Dust RGB
Meteorologi Ash RGB Fredag 16april 0130 UTC, 2010
Tack Med input från: Anna Geidne, Martin Raspaud, Per Dahlgren, Niels Gustafsson, Per Undén, Martin Stengel, Tomas Landelius, Daniel Michelson, Bengt Karlsson, Lisa Lind, Fredrik Wetterhall, Anke Thoss, Karl-Göran Karlsson, Erik Johansson, m.fl.