Großer Ozeanbeobachtungssatellit – Copernicus Sentinel-6 – geht live!

Der Copernicus Sentinel-6 Poseidon-4 Dual-Frequency (C- und Ku-Band) Radar-Höhenmesser verwendet einen innovativen Interleaved-Modus, der im Vergleich zu früheren Satelliten-Höhenmesser-Designs eine verbesserte Leistung bietet. Bildnachweis: ESA/ATG medialab

Nach dem Start im vergangenen November und mehr als sechs Monaten, in denen die fortschrittlichste Mission zur Messung des Meeresspiegelanstiegs sorgfältig kalibriert wurde, ist Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich nun einsatzbereit – das heißt, seine Daten stehen Klimaforschern, Ozeanwettervorhersagen und anderen zur Verfügung. Datennutzer.

Sentinel-6 gehört zur Familie der Copernicus-Missionen der Europäischen Union, ihre Umsetzung ist jedoch das Ergebnis einer außergewöhnlichen Zusammenarbeit zwischen der Europäischen Kommission ESA, Eumetsat, NASA und NOAA mit Unterstützung der französischen Raumfahrtbehörde CNES. Die Mission umfasst zwei identische Satelliten, die im Abstand von fünf Jahren gestartet wurden: Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich gestartet am 21. November 2020 und Copernicus Sentinel-6B, das 2025 auf den Markt kommt.

Der Anstieg des Meeresspiegels ist ein Schlüsselindikator für den Klimawandel, daher ist eine genaue Überwachung der sich über Jahrzehnte ändernden Höhe der Meeresoberfläche für die Klimawissenschaft, für die Politikgestaltung und letztendlich für den Schutz des Lebens von Menschen in tief liegenden Regionen, die gefährdet sind, von entscheidender Bedeutung .

Verbesserung der signifikanten Wellenhöhe von Sentinel-6 gegenüber Jason-3. In den letzten sechs Monaten hat Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich zusammen mit der aktuellen Höhenreferenzmission Jason-3 umkreist, so dass die Satelliten den gleichen "Blick" auf den Ozean haben. Die Feststellung der Unterschiede zwischen Sentinel-6 und Jason-3 ist wichtig, wenn die Stabilität der Meeresspiegelanstiegszeitreihen aus der Satellitenaltimetrie aufrechterhalten werden soll. Das Diagramm zeigt die Standardabweichung der signifikanten Wellenhöhe über dem Ozean für verschiedene signifikante Wellenhöhen für einen vollständigen 10-Tage-Zyklus von Copernicus Sentinel-6 und Jason-3 unter Verwendung von Modusdaten mit niedriger Auflösung. Die signifikante Wellenhöhe ist definiert als das obere Drittel der Wellenhöhe für eine gegebene Stichprobe des Seegangs. Das Diagramm hebt das verbesserte (niedrigere) signifikante Wellenhöhenrauschen von Copernicus Sentinel-6 im Vergleich zu Jason-3 hervor. Das Balkendiagramm im Hintergrund zeigt die prozentuale Anzahl der Datenpunkte als Funktion der signifikanten Wellenhöhe (0.1 m Binning). Bildnachweis: CLS

Unter Verwendung der neuesten von der ESA entwickelten Radar-Höhenmesstechnik wird diese neue Mission die Langzeitaufzeichnungen von Höhenmessungen der Meeresoberfläche verbessern, die 1992 durch den französisch-amerikanischen Satelliten Topex-Poseidon und dann die Jason-Serie von Satellitenmissionen begannen.

Sentinel-6 Michael Freilich wird demnächst den Staffelstab in die Hand nehmen und diesen Datensatz erweitern – ein Datensatz, der den „Goldstandard“ für Klimastudien darstellt.

Julia Figa Saldana, Ocean Altimetry Program Manager bei Eumetsat, sagte: „Wir haben Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich in den letzten sechs Monaten auf derselben Umlaufbahn wie die aktuelle Höhenreferenzmission Jason-3 geflogen, damit die Satelliten die gleichen "Blick" auf das Meer.

„Experten aus der ganzen Welt haben in den letzten sechs Monaten trotz der durch die Coronavirus-Pandemie verursachten Einschränkungen am Arbeitsplatz intensiv zusammengearbeitet, um ihre Daten zu kalibrieren, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Die Daten werden jetzt bei Eumetsat in Darmstadt verarbeitet, von wo aus auch der Satellit gesteuert wird und von wo aus die Daten an Nutzer von Meeres- und Wettervorhersagen weitergegeben werden.“

Verbesserung des Bereichsrauschens von Sentinel-6 im Vergleich zu Jason-3. In den letzten sechs Monaten hat Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich zusammen mit der aktuellen Höhenreferenzmission Jason-3 umkreist, so dass die Satelliten den gleichen "Blick" auf den Ozean haben. Die Feststellung der Unterschiede zwischen Sentinel-6 und Jason-3 ist wichtig, wenn die Stabilität der Meeresspiegelanstiegszeitreihen aus der Satellitenaltimetrie aufrechterhalten werden soll. Das Diagramm zeigt die Standardabweichung des nachverfolgten Höhenmesserbereichs über dem Ozean für verschiedene signifikante Wellenhöhen für einen vollständigen 10-Tage-Zyklus von Sentinel-6 und Jason-3 unter Verwendung von Daten im Modus niedriger Auflösung. Die signifikante Wellenhöhe ist definiert als das obere Drittel der Wellenhöhe für eine gegebene Stichprobe des Seegangs. Der Plot hebt das verbesserte Rauschen im unteren Bereich von Sentinel-6 im Vergleich zu Jason-3 hervor. Das Balkendiagramm im Hintergrund zeigt die prozentuale Anzahl der Datenpunkte als Funktion der signifikanten Wellenhöhe (0.1 Meter Binning). Bildnachweis: CLS

Craig Donlon, Sentinel-6-Missionswissenschaftler der ESA, sagte: „Der Poseidon-6-Höhenmesser von Sentinel-4 baut auf einer langen Reihe europäischer Traditions-Doppelfrequenz-Höhenmesser-Missionen auf, um neue hochauflösende Ku-Band-Radarmessungen mit synthetischer Apertur in die die Referenzzeitreihe der Höhenmessung.

„Um den Übergang von den Messungen mit niedrigerer Auflösung von Jason-3 zu den hochauflösenden Produkten von Sentinel-6 sicher zu bewältigen, erfasst Poseidon-4 beide konventionellen Messungen mit niedriger Auflösung gleichzeitig mit hochauflösenden Radarmessungen mit synthetischer Apertur. Die hochauflösenden Produkte werden noch in diesem Jahr erhältlich sein. Wir freuen uns sehr, dass die Daten von Sentinel-6 basierend auf der Validierung durch unabhängige Messungen am Boden eine hervorragende Leistung zeigen.“

Die Permanent Facility for Altimetry Calibration auf der griechischen Insel Kreta beherbergt einen Transponder (CND1), der für diese Validierung von entscheidender Bedeutung ist und sicherstellt, dass die niedrig aufgelösten Daten von Sentinel-6 mit denen von Jason-3 übereinstimmen. Der Transponder empfängt das Sentinel-6-Radarsignal, das verstärkt und an den Satelliten zurückgesendet wird, der eine gut charakterisierte externe Kalibrierungsquelle darstellt.

Dr. Donlon erklärte: „Messungen des CDN1-Transponders zeigen, dass der absolute Unterschied zwischen den Messungen von Sentinel-6 und Jason-3 weniger als 2 mm beträgt, was für zwei unabhängige Satelliten, die in einer Höhe von 1330 km betrieben werden, bemerkenswert ist.

„Die Ermittlung der Unterschiede zwischen Sentinel-6 und Jason-3 ist wichtig, wenn die Stabilität der Meeresspiegelanstiegszeitreihen aus der Satellitenaltimetrie mit geringen Unsicherheiten aufrechterhalten werden soll.“

Nadya Vinogradova-Shiffer, NASA-Programmwissenschaftlerin für Sentinel-6 Michael Freilich, sagte: „Die Veröffentlichung dieser Daten markiert den Beginn einer neuen Sentinel-Ära der Meeressatelliten-Altimetrie für die NASA-Wissenschaftsgemeinschaft und das internationale Ocean Surface Topography Science Team, die sind aufgeregt, bereit und bestrebt, fast drei Jahrzehnte an Entdeckungen in der Ozean- und Klimawissenschaft zu erweitern.“ 

Ab 22. Juni 2021 stehen der Öffentlichkeit zwei Datenströme mit niedriger Auflösung der Meeresoberflächenhöhe zur Verfügung. Der erste ist innerhalb von Stunden verfügbar, nachdem der Poseidon-6-Höhenmesser von Sentinel-4 ihn gesammelt hat, und der zweite Stream kommt ein paar Tage nach dem Erwerb. Der Unterschied, wann die Produkte verfügbar sind, balanciert Genauigkeit mit Pünktlichkeit der Lieferung bei Aufgaben wie der Vorhersage des Wetters oder der Überwachung der Entstehung von Hurrikanen.

Der dritte Datenstrom, der später in diesem oder Anfang nächsten Jahres verteilt werden soll, wird am genauesten sein.

Der Direktor für Raumfahrt der Europäischen Kommission, Matthias Petschke, sagte: „Die Vorbereitung unserer Widerstandsfähigkeit und die Anpassung an den Anstieg des Meeresspiegels als Folge des Klimawandels hat in den kommenden Jahrzehnten im Rahmen des europäischen Grünen Deals höchste Priorität. Aus 2015 für Cop21 veröffentlichten Szenarien können wir beobachten, dass sich das Phänomen des Meeresspiegelanstiegs schneller als erwartet beschleunigt. Es wird in den kommenden Jahrzehnten unsere EU-Küsten betreffen, das ist eine Gewissheit, und dies ist für einige europäische Länder von entscheidender Bedeutung.

„Jason-Missionen in der Vergangenheit und jetzt Copernicus Sentinel-6 sind einzigartige Lösungen, um uns genaue Informationen über diesen Trend zu geben, ihn genau zu beobachten und zu überwachen sowie diese alarmierende Beschleunigung des Anstiegs aufzudecken.“