OFF-33_IV.4.2 Oppervlaktevariabelen

IV - VAN DAT TOT INFORMATIE

4- HOE KUNNEN WE BEELDEN ANALYSEREN EN KAARTEN PRODUCEREN?
 

4.2- Hoe kunnen we oppervlaktevariabelen gemeten worden?

Het landoppervlak en de oceanen oefenen een grote invloed uit op het klimaat door de uitwisseling van materie en energie met de atmosfeer. Satellieten zorgen voor een constante stroom aan gegevens over de toestand en de veranderingen van het aardoppervlak en zijn dus dé informatiebron bij uitstek om het systeem aarde te bestuderen met behulp van kwantitatieve oppervlaktevariabelen. Parameters zoals temperatuur van het land- en zeeoppervlak, het vochtgehalte van de bodem, biomassa, primaire productiviteit en stralingsfluxen kunnen allemaal met bepaalde methoden afgeleid worden uit de elektromagnetische straling die ontvangen wordt door de aardobservatiesensoren. Dit is echter niet altijd zo heel eenvoudig aangezien de geregistreerde straling niet enkel afhangt van de oppervlaktekenmerken waarin we geïnteresseerd zijn maar ook van andere atmosferische of terrestrische factoren.

Oppervlaktevariabelen worden bepaald op verschillende manieren door wiskundige formules toe te passen en berekeningen uit te voeren met de spectrale waarden die geregistreerd worden door satellieten. Sommige oppervlaktevariabelen worden ook afgeleid uit andere oppervlaktevariabelen. Er zijn echter veel onzekerheden die het bepalen van betrouwbare waarden bemoeilijken. Dit is bijvoorbeeld het geval voor het bepalen van de temperatuur van het landoppervlak, die doorgaans wordt afgeleid op basis van spectrale waarden van thermische infraroodsensoren. De thermisch infrarode straling die door het aardoppervlak wordt uitgezonden houdt verband met de temperatuur ervan maar dit verband is echter niet eenduidig omwille van wisselende effecten van atmosferische absorptie en emissie, variaties in kijkhoeken van de sensor en veranderingen in de emissiviteit door de samenstelling van het aardoppervlak. Voor een correcte berekening van de oppervlaktetemperatuur hebben we dus meer informatie nodig dan enkel de spectrale gegevens van de thermische infraroodsensor. We moeten onder andere ook weten welk type bodembedekking er aanwezig is of wat de dichtheid van de vegetatie is, wat de absorptiekenmerken van de atmosfeer waren op het ogenblik van de opname, enz.

Température moyenne de la surface terrestre pendant la nuit au mois d’août 2022, exprimée en degrés kelvins (° C = K - 273,15). Les données proviennent du satellite MODIS/Terra de la NASA (produit MOD11C3). Source : USGS Earth data - MOD11C3 v006 - MODIS/Terra Land Surface Temperature/Emissivity Monthly L3 Global.

De vraag naar gegevens over het aardoppervlak en de oceanen is zo groot dat verschillende ruimtevaartinstituten grote inspanningen leveren om standaardproducten op regelmatige basis aan te bieden.  Het NASA levert bijvoorbeeld gratis data aan die afkomstig zijn van MODIS, een instrument aan boord van de Terra en Aqua satellieten. Beide satellieten nemen het volledige aardoppervlak waar om de 1 a 2 dagen. Uit hun ruwe gegevens worden tijdreeksen van dagelijkse, 8 dagelijkse of maandelijkse oppervlaktevariabelen afgeleid. Ook Europa draagt haar steentje bij met het Copernicus aardobservatieprogramma. Zo levert de Copernicus-Land dienst een heleboel dataproducten rond bodembedekking, vegetatie-indices, bodemvocht, oppervlakte-temperatuur enz. Copernicus-Marine zorgt dan weer voor variabelen over de toestand van de oceanen: temperatuur en hoogte van het zeeoppervlak, chlorofyl concentratie, primaire productie,…

Enkele voorbeelden van oppervlaktevariabelen en van globale dataproducten die op regelmatige basis beschikbaar zijn: