Ein Paar „weise Augen“ zur Stauberkennung

In letzter Zeit wurde der Norden von mehreren schweren Sandstürmen heimgesucht. Der gelbe Sand ist „willkürlich“ eingebrochen, zurückgeflossen und verschwunden, was bei vielen Freunden zum Seufzen führte: „Die Zeit des Dreckfressens“ ist wieder da! Die Sandstürme dieses Jahr sind so launisch und unberechenbar. Gibt es irgendwelche Anzeichen dafür? Lassen Sie uns heute die „intelligenten Augen“ des Satelliten nutzen, um diesen „Internet-Star“ kennenzulernen, der Peking und mehr als ein Dutzend anderer Provinzen und Städte in den Schmutz gezogen hat.

Staubspurartefakt erfassen

Sandstürme sind im Frühling im Norden meines Landes keine ungewöhnlichen Wetterphänomene. Dies führt nicht nur zu Unannehmlichkeiten für die Menschen, sondern beeinträchtigt auch die Luftqualität erheblich und führt zu Umweltverschmutzung. Ihre Überwachung und Frühwarnung gehört seit langem zu den wichtigen Aufgaben der Wetterdienstabteilung. Das wirksamste Mittel zur Überwachung von Sandstürmen ist derzeit der Einsatz von Satellitenfernerkundungstechnologie. Woher kommt also der Staub? Wohin sind Sie gezogen? Wie groß sind Intensität, Geschwindigkeit, Fläche und Schaden? Warum sieht es so sehr wie ein Taifun aus? Satellitenbilder der Wolken können tatsächlich Antworten auf Fragen von öffentlichem Interesse liefern.

Am frühen Morgen des 27. März entdeckten Mitarbeiter der Satellitentechnik auf Wolkenbildern Sandsturmwetter in der Mongolei. Beeinflusst durch den sich ostwärts bewegenden mongolischen Zyklon hatte sich der Sandsturm am Nachmittag auf die südliche Mongolei, die westliche Innere Mongolei und die nordzentrale Region meines Landes ausgebreitet. Kontinuierliche dynamische Überwachung der Wolkenkarten zeigt, dass sich das Sandsturmgebiet weiter nach Südosten ausbreitet. Gegen 15 Uhr betrug die sichtbare Fläche der Sandstürme etwa 398.000 Quadratkilometer. Da sich der Sandsturm zusammen mit dem mongolischen Zyklon weiter nach Osten und Süden bewegt, haben Wettervorhersageexperten der China Meteorological Administration, kombiniert mit anderen Methoden der Bodenüberwachung und jahrelanger Erfahrung in der Vorhersage, eine Prognose an die Öffentlichkeit herausgegeben, dass es auch im nördlichen Nordchina, im westlichen Nordostchina, im nördlichen Hebei, in Peking, Tianjin und an anderen Orten zu Sandstürmen kommen wird. Nach einem Medienbericht mit dem Titel „Der Sandsturm kommt mit voller Wucht! Satellitenüberwachung zeigt, dass die sichtbare Staubfläche 398.000 Quadratkilometer erreicht hat“ wurde der Vorfall sofort zu einem heißen Thema. Allerdings waren erst 12 Tage seit der Nachricht vom 15. März vergangen, dass „ein Sandsturm im Anmarsch ist und die für Satelliten sichtbare Staubfläche etwa 466.000 Quadratkilometer beträgt.“

Die Überwachungsergebnisse liegen in nur zehn Minuten vor

Wie identifizieren Satelliten gelben Sand?

Wie wir alle wissen, enthalten Sand und Staub eine große Menge an Mineralien. Diese Staubpartikel absorbieren und streuen Sonnenstrahlung und langwellige Strahlung vom Boden und aus Wolken usw. und beeinflussen die Erde, wodurch sie ihre eigenen spektralen Eigenschaften erhält. Durch Vergleichen der Unterschiede in den spektralen Eigenschaften von Sandstürmen mit denen anderer Substanzen können die Sandsturminformationen durch die Kombination verschiedener Erfassungskanalwerte auf den satellitengestützten Detektoren ermittelt werden. In den dreikanaligen Farb-Komposit-Satellitenbildern identifizierten Techniker die Sandsturmgebiete und ihre Bereiche anhand von Merkmalen wie Farbe, Ton, Textur und Form. Durch die Verarbeitung und Analyse dynamischer Mehrfachbilder und Fernerkundungsdaten können wir den Ursprung, den Bewegungspfad, die Bewegungsgeschwindigkeit, das betroffene Gebiet, die zukünftige Ausbreitungsrichtung des Sandsturms und damit verbundene dynamische Informationen bestimmen.

Natürlich wird die Genauigkeit der Satellitenüberwachung von Sandstürmen von drei Faktoren beeinflusst: Wolkenbedeckung, Bodenversteppung und -exposition sowie niedrige Frequenz der Satellitenüberwachung.

Eine Wolkendecke führt dazu, dass die Informationen über Sandstürme blockiert werden. Die Wüstenbildung und Freilegung des Bodens wird die Identifizierung von Sand- und Staubinformationen erschweren; und aufgrund der geringen Frequenz der Satellitenüberwachung werden bestimmte Sandsturmprozesse oder bestimmte Phasen eines Prozesses nicht erkannt. Die ersten beiden Faktoren sind objektiv vorhanden und es mangelt derzeit an besseren Mitteln, sie zu umgehen. Der letzte Faktor kann jedoch als wirksam gelöst gelten. Da die Satelliten Fengyun-3D und Fengyun-4A meines Landes während ihrer Weltraumoperationen Beobachtungen mit höherer Auflösung und höherer Frequenz durchführen können, insbesondere der Wettersatellit Fengyun-4 alle fünf Minuten ein Überwachungsbild aufnehmen kann, hat die Überwachung von Sandstürmen fast Quasi-Echtzeit-Standards erreicht. Nachdem die spektralen Informationen erfasst und zur Erde übertragen wurden, werden sie durch Datenverarbeitung verarbeitet, um Überwachungsbilder und verarbeitete Daten zu erstellen. Grundsätzlich liegen die Überwachungsergebnisse in etwas mehr als zehn Minuten vor.

Staubstürme und Taifune sind keine engen „Brüder“

Wer sich häufig Satellitenbilder der Wolken ansieht, wird sich fragen: Warum sieht dieser Sandsturm so sehr wie ein Taifun aus? Sind sie „Brüder“? Die gleiche Frage habe ich mir vor 20 Jahren auch gestellt, aber heute kann ich eine klare Antwort geben: Sie sind zwar nicht wirklich „Brüder“, aber sie sind in gewisser Weise durchaus verwandt. Da sie beide zur selben Zyklonfamilie gehören, werden die Sandstürme, die unser Land treffen, als „mongolische Wirbelstürme“ und Taifune als „tropische Wirbelstürme“ bezeichnet. sie gehören demselben Wettersatelliten-„Fotografen“; es handelt sich sowohl um Luftwirbel als auch um Tiefdruckgebiete; und beide haben ähnlich aussehende Wirbelformen und Rotationsrichtungen.

Vergleicht man die Satellitenbilder der Wolken des „Southern Lekima“ von 2019 mit denen dieses „Northern Sand Storm“, so ist unschwer zu erkennen, dass sie unterschiedliche Merkmale des südlichen und nördlichen „Malstils“ aufweisen: Der südliche Stil ist frei und ungezwungen, während der nördliche Stil eine zarte Darstellung aufweist; der südliche Stil ist frei und locker und „enthält Härte und Weichheit im Inneren“, während der nördliche Stil streng und kompakt ist und „Muskeln und Knochen nach außen freilegt“; der südliche Stil hat einen tiefblauen Meereshintergrund, während der nördliche Stil eine klare Textur von Sanddünen als Hintergrund hat; Der südliche Stil scheint sich auf freihändige Pinselführung zu konzentrieren, während der nördliche Stil Schnitztechniken zu verwenden scheint. Bild bereitgestellt von Fang Meng

Es gibt jedoch noch weitere Unterschiede.

Erstens ist der Geburtsort ein anderer. Einer liegt im Norden und der andere im Süden. Erstere werden normalerweise in den zentralen und östlichen Hochebenen der Mongolei auf 40°-50° nördlicher Breite geboren. Der westliche und nordwestliche Teil der Region ist gebirgig, während der zentrale und östliche Teil an den Leehängen liegen, die besonders begünstigend für die Entstehung und Entwicklung von Wirbelstürmen sind. Letztere werden normalerweise in tropischen und subtropischen Ozeanen, dem riesigen tropischen Pazifik mit Wassertemperaturen über 26 °C und dem Südchinesischen Meer geboren.

Zweitens werden sie zu unterschiedlichen Zeiten geboren, das eine häufiger im Frühling und das andere häufiger im Sommer.

Drittens verfügen beide über unterschiedliche Strukturen und Überlebensmethoden. Von der Rückseite (Westseite) des Sandsturms wird kalte Luft herabgeblasen. Wenn sie auf warme Luft trifft, die sich nach Norden bewegt, rotieren und prallen die kalte und die warme Luft aufeinander, wobei die stärkste Wirkung oft im Nordosten oder im Norden Chinas erzielt wird. Das Überlebenspaket umfasst normalerweise starken Wind, Staub, Temperaturabfall und sogar Niederschlag. Ein Taifun ist ein frontales Warmherzsystem mit positivem Druck, das sich hauptsächlich auf Wasserdampf und Wärme aus dem tropischen Ozean verlässt, um „seinen Magen zu füllen“, um zu bestehen und sich zu entwickeln. Bei starkem Sturm gibt es in der Mitte (Auge des Taifuns) einen klaren Himmelsbereich.

Viertens sind die Migrationspfade unterschiedlich. Nach der Geburt bewegen sich die ersteren oft nach Osten (sie betreten die Innere Mongolei und bewegen sich dann weiter nach Osten entlang des Unterlaufs des Songhua-Flusses durch die Nordostebene) oder nach Südosten (sie betreten den Norden meines Landes, betreten das Bohai-Meer und ziehen dann nach Osten durch die Koreanische Halbinsel). Letztere ziehen nach der Geburt meist nach Nordwesten. Fünftens sind die betroffenen Gebiete unterschiedlich. Ersteres hat einen großen Einfluss auf das Wetter im Norden meines Landes. Wo immer er vorbeizieht, wird er oft von starken Winden, Abkühlung und Sandstürmen begleitet. Es kann auch zu heftigen konvektiven Niederschlägen kommen. Bei sehr starkem Sturm kann es sogar zu einer Beeinträchtigung der Luftsicht im Süden kommen. Die von letzterem verursachten Wolken und Regenfälle treten vor allem im Bereich um das Auge des Taifuns auf und haben in der Regel größere Auswirkungen auf Südchina. Wenn der Taifun im Spätsommer und Frühherbst jedoch sehr stark ist, wird er auch den Norden treffen. Lekima erreichte 2019 den Nordosten und zeigte seine verbleibende Kraft.

Offensichtlich handelt es sich bei Sandstürmen und Taifune höchstens um „Verwandte“, die sich einigermaßen ähneln.