Жасан-1 спутнигі мұхит ағыстарын, климаттық өзгерістерді (Эль-Ниньо, су айналымдары) бақылап, атмосферамен байланысын зерттеді. Климат болжамдарын жақсартты.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жасон 1 спутниктік океанографиялық миссиясы – бұл спутниктік альтиметрлік океанографиялық миссия. Оның мақсаты – жаһандық мұхит айналымын бақылау, мұхит пен атмосфера арасындағы байланысты зерттеу, жаһандық климатты болжау мен күрделірек модельдеуді жақсарту, сондай-ақ Эль-Ниньо және мұхит ағындары сияқты құбылыстарды бақылау. Жасон 1 2001 жылы ұшырылды, одан кейін 2008 жылы OSTM/Жасон 2 және 2016 жылы Жасон 3 спутнигі іске қосылды – бұл Жасон спутниктік сериясы. Жасон 1 TIMED ғарыш кемесімен бірге ұшырылды.
Satellite oceanography mission
Jason 1 was a satellite altimeter oceanography mission. It sought to monitor global ocean circulation, study the ties between the ocean and the atmosphere, improve global climate forecasts and predictions, and monitor events such as El Niño and ocean eddies. Jason 1 was launched in 2001 and it was followed by OSTM/Jason 2 in 2008, and Jason 3 in 2016the Jason satellite series. Jason 1 was launched alongside the TIMED spacecraft.
Атау беру
Атаудың тамыры Францияның Тулуза қаласында өткен JASO1 жиынымен (JASO=Journées Altimétriques Satellitaires pour l'Océanographie) басталады, онда модельдерге биіктік өлшегіш деректерін қосу мәселелері зерттелді. "Jason" аббревиатурасы "Joint Altimetry Satellite Oceanography Network" дегенді де білдіреді. Бұған қоса, ол Ясон мен Аргонавттардың білім іздеу мифі туралы естелік ретінде де қолданылады.
The lineage of the name begins with the JASO1 meeting (JASO=Journées Altimétriques Satellitaires pour l'Océanographie) in Toulouse, France to study the problems of assimilating altimeter data in models. Jason as an acronym also stands for "Joint Altimetry Satellite Oceanography Network". Additionally, it is used to reference the mythical quest for knowledge of Jason and the Argonauts.
Тарих
Джейсон 1 – 1992 жылдан 2005 жылға дейін мұхит беті топографиясын өлшеген TOPEX/Посейдон миссиясының жалғасы. Алдыңғы миссиясы сияқты, Джейсон 1 – NASA (АҚШ) және CNES (Франция) ғарыш агенттіктерінің бірлескен жобасы. Джейсон 1 спутнигінің жалғасы, Джейсон 2 спутнигіндегі Мұхит беті топографиясы миссиясы 2008 жылдың маусым айында ұшырылды. Бұл спутниктер дәстүрлі кемелермен жүргізілетін сынама алу арқылы алуға болмайтын мұхиттардың бірегей жаһандық көрінісін ұсынады. Джейсон 1 Thales Alenia Space компаниясы CNES келісімшарты бойынша Proteus платформасын пайдаланып жасалған, сондай-ақ негізгі Джейсон 1 құралы – Poseidon 2 биіктікөлшегіші (TOPEX/Посейдон спунигіндегі Poseidon биіктікөлшегішінің жалғасы). Джейсон 1 жыл сайын миллиметрлік дәлдікпен жаһандық теңіз деңгейінің өзгеруін өлшеу арқылы климаттың өзгеруін анықтау үшін жобаланған. TOPEX/Посейдон сияқты, Джейсон 1 да мұхит бетіндегі жоталар мен жартастарды өлшеу үшін биіктікөлшегішті пайдаланады. Теңіз беті топографиясының осы өлшемдері ғалымдарға мұхит ағындарының жылдамдығы мен бағытын есептеуге және жаһандық мұхит айналымын бақылауға мүмкіндік береді. Жердегі мұхит – Күн энергиясының негізгі қоймасы. Джейсон 1 теңіз бетінің биіктігін өлшеу арқылы осы жылудың қайда сақталатынын, мұхит ағындары арқылы Жерді қалай айналып өтетінін және бұл процестер ауа райы мен климатқа қалай әсер ететінін көрсетеді. Джейсон 1 2001 жылдың 7 желтоқсанында Калифорниядағы Ванденберг әуе күштері базасынан Delta II ұшыру құралымен ұшырылды. Бірінші айларда Джейсон 1 TOPEX/Посейдонмен дерлік бірдей орбитада болды, бұл өзара калибрлеуге мүмкіндік берді. Осы кезеңнің соңында ескі спутник жаңа орбитаға, Джейсонның әрбір жердегі жолының арасындағы орталыққа көшірілді. Джейсонның қайталану циклы 10 күнге соқты. 2002 жылдың 16 наурызында Джейсон 1 кенеттен бағытын жоғалтты, сонымен қатар борттағы электр жүйелерінде уақытша ауытқулар болды. Осы оқиғадан кейін көп ұзамай Джейсон 1-ден сәл төмен орбитада екі жаңа шағын ғарыш қалдықтары байқалды және спектроскопиялық талдау олардың Джейсон 1-ден шыққандығын көрсетті. 2011 жылы бұл қалдықтар, ең болмаса, Джейсон 1-нің күн панельдерінің біріне соққан белгісіз, жоғары жылдамдықты бөлшектердің әсерінен шығарылған деген қорытынды жасалды. 2009 жылғы орбиталық маневрлер Джейсон 1 спутнигін АҚШ және француздық ауа райы агенттіктері басқаратын OSTM/Jason 2 спутнигінен Жердің қарама-қарсы жағына орналастырды. Сол кезде Джейсон 1 OSTM/Jason 2 ұшқан теңіздің сол аймағынан бес күн бұрын ұшып өтті. Оның жердегі жолдары OSTM/Jason 2 жолдарының арасындағы орталыққа түсті, экваторда олар шамамен бір-бірінен бөлек орналасқан. Бұл екі спутниктің бірлескен миссиясы мұхит бетінің өлшемдерін екі есеге арттырып, мұхит айналымдары сияқты кішірек нысандарды көзге көрінетін етті. Бұл екі спутниктің бірлескен миссиясы болашақта мұхит биіктігін өлшейтін ғарыш аппаратына жол ашты, ол қазіргі екі Джейсон спутнигінен гөрі бір құралмен әлдеқайда егжей-тегжейлі деректерді жинамақ. 2012 жылдың басында OSTM/Jason 2 миссиясын калибрлеуге көмектескеннен кейін Джейсон 1 өзінің "көмекші орбитасына" маневрленді және қалған отынының барлығы шығарылды. Миссия әлі де ғылыми деректерді қайтара алды, мұхит үстіндегі Жердің гравитациялық өрісін өлшеді. 2013 жылдың 21 маусымында Джейсон 1-мен байланыс үзілді, байланысты қайта орнатуға жасалған бірнеше әрекет сәтсіз аяқталды. Борттағы соңғы беріліс құралы бұзылған деп анықталды. Операторлар 2013 жылдың 1 шілдесінде спутникке қалған жұмыс істеп тұрған компоненттерді өшіруге бұйрық берді, осылайша оны пайдаланудан шығарды. Ғарыш кемесі орбитада кем дегенде 1000 жыл бойы қалады деп есептеледі. Бағдарлама грек мифологиясындағы батыр Джейсонның құрметіне аталған.
Jason 1 is the successor to the TOPEX/Poseidon mission, which measured ocean surface topography from 1992 through 2005. Like its predecessor, Jason 1 is a joint project between the NASA (United States) and CNES (France) space agencies. Jason 1's successor, the Ocean Surface Topography Mission on the Jason 2 satellite, was launched in June 2008. These satellites provide a unique global view of the oceans that is impossible to acquire using traditional ship based sampling. Jason 1 was built by Thales Alenia Space using a Proteus platform, under a contract from CNES, as well as the main Jason 1 instrument, the Poseidon 2 altimeter (successor to the Poseidon altimeter on board TOPEX/Poseidon). Jason 1 was designed to measure climate change through very precise millimeter per year measurements of global sea level changes. As did TOPEX/Poseidon, Jason 1 uses an altimeter to measure the hills and valleys of the ocean's surface. These measurements of sea surface topography allow scientists to calculate the speed and direction of ocean currents and monitor global ocean circulation. The global ocean is Earth's primary storehouse of solar energy. Jason 1's measurements of sea surface height reveal where this heat is stored, how it moves around Earth by ocean currents, and how these processes affect weather and climate. Jason 1 was launched on 7 December 2001 from Vandenberg Air Force Base, in California, aboard a Delta II Launch vehicle. During the first months Jason 1 shared an almost identical orbit to TOPEX/Poseidon, which allowed for cross calibration. At the end of this period, the older satellite was moved to a new orbit midway between each Jason ground track. Jason had a repeat cycle of 10 days. On 16 March 2002, Jason 1 experienced a sudden attitude upset, accompanied by temporary fluctuations in the onboard electrical systems. Soon after this incident, two new small pieces of space debris were observed in orbits slightly lower than Jason 1's, and spectroscopic analysis eventually proved them to have originated from Jason 1. In 2011, it was determined that the pieces of debris had most likely been ejected from Jason 1 by an unidentified, small "high speed particle" hitting one of the spacecraft's solar panels. Orbit maneuvers in 2009 put the Jason 1 satellite on the opposite side of Earth from the OSTM/Jason 2 satellite, which is operated by the United States and French weather agencies. At that time, Jason 1 flew over the same region of the ocean that OSTM/Jason 2 flew over five days earlier. Its ground tracks fell midway between those of OSTM/Jason 2, which are about apart at the equator. This interleaved tandem mission provided twice the number of measurements of the ocean's surface, bringing smaller features such as ocean eddies into view. The tandem mission also helped pave the way for a future ocean altimeter mission that would collect much more detailed data with its single instrument than the two Jason satellites now do together. In early 2012, having helped cross calibrate the OSTM/Jason 2 replacement mission, Jason 1 was maneuvered into its graveyard orbit and all remaining fuel was vented. The mission was still able to return science data, measuring Earth's gravity field over the ocean. On 21 June 2013, contact with Jason 1 was lost; multiple attempts to re establish communication failed. It was determined that the last remaining transmitter on board the spacecraft had failed. Operators sent commands to the satellite to turn off remaining functioning components on 1 July 2013, rendering it decommissioned. It is estimated that the spacecraft will remain on orbit for at least 1,000 years. The program is named after the Greek mythological hero Jason.
Мұхиттың өзгергіштігі
Миссиялар мұхиттың күтпеген өзгермелілігін ашты, оның маусымдар бойынша, жылдан жылға, онжылдықтан онжылдыққа және тіпті одан ұзақ мерзімдерде қаншалықты өзгеретінін көрсетті. Олар дәстүрлі, жартылай тұрақты, жаһандық мұхит айналымының үлкен масштабты үлгісі туралы түсінікке нүкте қойды, мұхиттың барлық масштабта, алып құбылыстардан – Эль-Ниньо мен Ла-Ниньядан (олар бүкіл экваторлық Тынық мұхитын қамтуы мүмкін) бастап, Атлантика мұхитындағы үлкен Гольфстримнен пайда болатын ұсақ айналымдарға дейін қарқынды өзгеретінін дәлелдеді.
The missions revealed the surprising variability of the ocean, how much it changes from season to season, year to year, decade to decade and on even longer time scales. They ended the traditional notion of a quasi steady, large scale pattern of global ocean circulation by proving that the ocean is changing rapidly on all scales, from huge features such as El Niño and La Niña, which can cover the entire equatorial Pacific, to tiny eddies swirling off the large Gulf Stream in the Atlantic.
Теңіз деңгейінің өзгеруі
Джейсон 1 спутнігінің өлшеулеріне сәйкес, 2001 жылдан бері теңіздің орташа деңгейі жылына 2,28 мм (0,09 дюйм) көтерілуде. Бұл көрсеткіш алдыңғы TOPEX/Посейдон миссиясымен өлшенген жылдамдықтан сәл төмен, бірақ кейінгі Envisat миссиясымен өлшенген жылдамдықтан төрт есе жоғары. Джейсон 1 спутнігінен алынған теңіз деңгейінің орташа өлшеулері National Centre d'Études Spatiales веб-сайтының Aviso бетінде үздіксіз түрде графиктік түрде көрсетіледі. Сондай-ақ, бірнеше спутниктерден алынған деректерді пайдалана отырып, теңіз деңгейінің жиынтық графигі де осы сайтта қолжетімді. Осы биіктік өлшеу миссияларынан алынған деректер ғалымдарға табиғи климаттың өзгеруімен қатар, адамның қызметі теңіз деңгейіне қалай әсер ететіні туралы маңызды түсініктер берді.
Measurements by Jason 1 indicate that mean sea level has been rising at an average rate of 2.28 mm (0.09 inch) per year since 2001. This is somewhat less than the rate measured by the earlier TOPEX/Poseidon mission, but over four times the rate measured by the later Envisat mission. Mean sea level measurements from Jason 1 are continuously graphed at the Centre National d'Études Spatiales web site, on the Aviso page. A composite sea level graph, using data from several satellites, is also available on that site. The data record from these altimetry missions has given scientists important insights into how global sea level is affected by natural climate variability, as well as by human activities.
Планеталық толқындар
TOPEX/Посейдон және Джейсон 1 планеталық масштабтағы толқындардың, мысалы Россби және Кельвин толқындарының маңыздылығын анық көрсетті. Бұл толқындардың қаншалықты кеңінен тарағанын ешкім білмеген. Мыңдаған шақырымға дейін жететін бұл толқындар Жердің айналуының әсерімен желдің күшімен қозғалады және үлкен мұхит алаптарындағы климат сигналдарын таратудың маңызды механизмі болып табылады. Жоғары ендіктерде олар ғалымдар бұрын ойлағаннан екі есе жылдам қозғалады, бұл мұхиттың климат өзгерістеріне осы миссияларға дейін белгілі болғаннан гөрі әлдеқайда жылдам жауап беретінін көрсетеді.
TOPEX/Poseidon and Jason 1 made clear the importance of planetary scale waves, such as Rossby and Kelvin waves. No one had realized how widespread these waves are. Thousands of kilometers wide, these waves are driven by wind under the influence of Earth's rotation and are important mechanisms for transmitting climate signals across the large ocean basins. At high latitudes, they travel twice as fast as scientists believed previously, showing the ocean responds much more quickly to climate changes than was known before these missions.
Теңіздің су ағыны
TOPEX/Посейдон және Джейсон 1 ғарыш кемелерінің нақты өлшемдері мұхит толқындары туралы білімімізді беспрецеденттік деңгейге көтерді. Мұхиттың тереңдігіндегі толқындардың қозғалысынан су деңгейінің өзгеруі бүкіл дүние жүзінде 2,5 сантиметрге (1 дюйм) дейін дәл анықталды. Бұл жаңа білім толқындардың таралуы туралы бұрынғы түсініктерді өзгертті. Бұрынғы сенім бойынша, толқындар энергиясын жағалауға жақын терең емес теңіздерде жоғалтады, бірақ шындығында, толқын энергиясының шамамен үштен бірі мұхиттың тереңдігінде жоғалады. Онда энергия әртүрлі қасиеттері бар суды араластыруға жұмсалады, бұл мұхиттың жалпы айналымын басқаратын физиканың негізгі механизмі болып табылады.
The precise measurements of TOPEX/Poseidon's and Jason 1 have brought knowledge of ocean tides to an unprecedented level. The change of water level due to tidal motion in the deep ocean is known everywhere on the globe to within 2.5 centimeters (1 inch). This new knowledge has revised notions about how tides dissipate. Instead of losing all their energy over shallow seas near the coasts, as previously believed, about one third of tidal energy is actually lost to the deep ocean. There, the energy is consumed by mixing water of different properties, a fundamental mechanism in the physics governing the general circulation of the ocean.
Мұхит үлгілері
TOPEX/Посейдон және Джейсон 1 бақылаулары климатты болжау модельдерінің маңызды бөлігі болып табылатын сандық мұхит модельдерінің жұмысын жақсарту үшін алғашқы жаһандық деректерді қамтамасыз етті. TOPEX/Посейдон және Джейсон 1 деректері Колорадо университетінің астродинамикалық зерттеулер орталығында, НАСА-ның физикалық океанографиялық таратылған активті архив орталығында және француз дерек архиві AVISO-да қолжетімді.
TOPEX/Poseidon and Jason 1 observations provided the first global data for improving the performance of the numerical ocean models that are a key component of climate prediction models. TOPEX/Poseidon and Jason 1 data are available at the University of Colorado Center for Astrodynamics Research, NASA's Physical Oceanography Distributed Active Archive Center, and the French data archive center AVISO.
Қоғамға пайда
Биіктік өлшегіш деректері климатты зерттеу сияқты негізгі ғылыми зерттеулерден бастап кемелердің қадамдарын жоспарлауға дейін кең ауқымда қолданылады. Қолданылу салалары:
Altimetry data have a wide variety of uses from basic scientific research on climate to ship routing. Applications include:
Климатты зерттеу: биіктік өлшегіш деректері климаттың маңызды бөлігі болып табылатын мұхиттың жылу таралуындағы өзгерістерді түсіну және болжау үшін компьютерлік модельдерге енгізіледі. Эль-Ниньо мен Ла-Ниньяны болжау: Эль-Ниньо сияқты климат айналымдарының үлгісі мен әсерін түсіну, су тасқыны мен құрғақшылықтың зиянды салдарларын болжауға және жеңілдетуге көмектеседі. Дауылды болжау: биіктік өлшегіш деректері және спутниктік мұхит желдерінің деректері дауыл маусымын болжау және жеке дауылдың күшін анықтау үшін атмосфералық модельдерге қосылады. Кемелердің қадамдарын жоспарлау: мұхит ағындарының, айналмалы ағыстардың және желдердің карталары коммерциялық жүк тасымалдау және жеке яхталар үшін бағыттарды оңтайландыру үшін қолданылады. Теңіз өнеркәсібі: кабель төсеу кемелері мен теңіздегі мұнай операциялары күшті ағындардың әсерін азайту үшін мұхит айналымы туралы нақты мәліметтерді қажет етеді. Теңіз жануарларын зерттеу: кашалоттар, теңіз түлкілері және басқа да теңіз жануарларын, қоректік заттар мен планктонға толы мұхит айналмалы ағындарының маңында зерттеп, қадағалауға болады. Балық шаруашылығын басқару: спутниктік деректер мұхит айналмалы ағыстарын анықтайды, олар теңіз тағам тізбегін құрайтын организмдердің көбеюіне ықпал етеді, балықтар мен балықшыларды тартады. Коралл рифтерін зерттеу: қашықтан сезімтал деректер мұхит температурасының өзгеруіне сезімтал болатын коралл рифтерінің экожүйесін бақылау және бағалау үшін қолданылады. Теңіз қоқыстарын қадағалау: аулар, ағаштар және кемелердің қалдықтары сияқты суда жүзетін және жартылай су астында қалған материалдардың мөлшері адам санының өсуімен бірге артып келеді. Биіктік өлшегіш осы қауіпті материалдарды табуға көмектеседі.
Climate Research: altimetry data are incorporated into computer models to understand and predict changes in the distribution of heat in the ocean, a key element of climate. El Niño and La Niña Forecasting: understanding the pattern and effects of climate cycles such as El Niño helps predict and mitigate the disastrous effects of floods and drought. Hurricane Forecasting: altimeter data and satellite ocean wind data are incorporated into atmospheric models for hurricane season forecasting and individual storm severity. Ship Routing: maps of ocean currents, eddies, and vector winds are used in commercial shipping and recreational yachting to optimize routes. Offshore Industries: cable laying vessels and offshore oil operations require accurate knowledge of ocean circulation patterns to minimize impacts from strong currents. Marine Mammal Research: sperm whales, fur seals, and other marine mammals can be tracked, and therefore studied, around ocean eddies where nutrients and plankton are abundant. Fisheries Management: satellite data identify ocean eddies which bring an increase in organisms that comprise the marine food web, attracting fish and fishermen. Coral Reef Research: remotely sensed data are used to monitor and assess coral reef ecosystems, which are sensitive to changes in ocean temperature. Marine Debris Tracking: the amount of floating and partially submerged material, including nets, timber and ship debris, is increasing with human population. Altimetry can help locate these hazardous materials.