Satellietaltimetrie
Het verwerken van de altimetriedata.
Lustrumboek 'The 5th Element"
de Grote Oceaan is het ontbreken van vis. De vissers van Peru hadden deze
fluctuatie in vispopulatie honderden jaren geleden al bemerkten het verschijnsel
El Nino genoemd. Naar het kerstkind, omdat de perioden zonder vis altijd rond
kerst plaatsvonden. Ook het voorkomen van orkanen op de Grote Oceaan en
op de Golf van Mexico kan grotendeels aan het El Nino verschijnsel worden
toegeschreven. Zelfs in Nederland is een lichte correlatie tussen
neerslaghoeveelheden in het voorjaar en El Nino aangetoond.
Met behulp van een radarzender en -ontvanger op een satelliet kan de afstand
tussen de satelliet en het aardoppervlak bepaald worden. Op het land reflecteert
het radiosignaal niet goed genoeg, dus alleen oceanen en grote ijsoppervlakten
kunnen gedetecteerd worden. Het oppervlak van de oceaan is bij benadering
een equipotentiaalvlak, de zogenaamde geoïde. Externe krachten als getijden,
wind, luchtdruk en zoutgehalte zorgen voor nog een klein verschil tussen geoïde
en *e®°PPerv'a'c c'e zo9enaamde zeeoppervlakte-topografie. Met behulp van
modellen voor de satellietbaan en de geoïde, kan met altimetrie een vrij
nauwkeurige bepaling van de zeeoppervlaktetopografie gedaan worden.
In dit onderzoek is gebruik gemaakt van data van de satellieten TOPEX/Poseidon
(NASA/CNES) en ERS-2 (ESA), beide met hun eigen baan en apparatuur. Data
van beide satellieten is opgeslagen in de DEOS-database genaamd RADS (Radar
Altimetry Database System), en bestrijkt vele gigabytes. Na toepassing van
verscheidene correcties als instrumentele fouten, atmosferische correcties en
getijdenverstoring, kan voor de positie van de satelliet een schatting gemaakt
worden van de zeetoestand voor een bepaald tijdstip.
Omdat beide satellieten maar op een plek tegelijk kunnen zijn en hun banen
repeterend zijn, elk met hun eigen frequentie, moet er zowel in tijd als plaats
geïnterpoleerd worden. Voor beide satellieten, TOPEX en ERS-2, is in dit onderzoek
gekeken hoe dit het beste gedaan kan worden. Met behulp van de
variogrammenmethode bleek dat een exponentiële gewichtsfunctie voor een
afstand tussen 0 en 4 graden de beste interpolatiemethoae is. De interpolatiefunctie
in tijd is een constante functie, dat wil zeggen een constant gewicht voor metingen
op verschillende tijdstippen. Beide interpolatiemethoden qelden zowel voorTOPEX
als voor ERS-2.
Op deze manier kan er dus een kaart van de zeehoogten voor elk tijdstip gemaakt
worden. Al snel valt te zien dat deze zeehoogten steeds tussen de 1,5 en -1,5
meter liggen, met een vrij constant patroon in de tijd. Een gemiddelde zeetoestand,
grotendeels veroorzaakt door, doorwind opgewekte stromingen, zit nog steeds
in de data. Door deze gemiddelde zeetoestand af te trekken van de zee hoogte ka art
op een bepaald tijdstip kunnen temporele veranderingen veel beter te zien zijn.
Tweede voordeel is dat dan de geoïdehoogte, die de grootste onzekerheid is in
het bepalen van de zeetopografie met een standaardafwijking van rond de 25
cm, wegvalt, omdat deze nauwelijks in de tijd verandert. Figuur 1 laat de relatieve
zeehoogten, oftewel zeehoogte-anomalieën, zien voor data rond medio november
1997. Op dit tijdstip heeft de equatoriale Keivin golf juist de kust van Zuid-
Amerika bereikt, met anomalieën groter dan 35 cm. Zeehoogten in het westen
van de Pacific zijn kleiner dan gemiddeld.
Om de propagatie van Keivin en Rossby-golven te bestuderen, moet een
vergelijking tussen zeehoogteanomalieën op verschillende tijdstippen gemaakt
worden. Dit kan gebeuren met zogenaamde tijd-lengtediagrammen, waarin voor
een bepaalde breedte voor opeenvolgende tijdstippen de anomalieën boven
82
