Dane z obserwacji Ziemi
Rodzaje danych z obserwacji Ziemi
Obserwacja Ziemi (EO) to gromadzenie, analiza i prezentacja danych w celu lepszego zrozumienia naszej planety. Obserwacje Ziemi mogą być prowadzone na lokalnym poziomie gruntu lub pozyskiwane z platform teledetekcyjnych, takich jak satelity. Ponieważ satelity nieustannie pozyskują obrazy naszej planety z orbity, stały się one potężnymi narzędziami naukowymi umożliwiającymi lepsze zrozumienie Ziemi i jej środowiska. Z góry satelity mogą zbierać dane z miejsc na całym świecie, w tym z miejsc zbyt odległych, aby odwiedzić je osobiście.
Obserwacje Ziemi mogą obejmować:
- zdjęcia wykonane przez satelity teledetekcyjne;
- pomiary wykonane przez termometr, wiatromierz, boję oceaniczną, wysokościomierz lub sejsmometr;
- zdjęcia wykonane na ziemi lub z samolotu;
- obrazy radarowe lub sonarowe z instrumentów lądowych lub oceanicznych;
- notatki obserwatora ptaków dotyczące obserwacji ptaków;
- pomiar zmian w użytkowaniu gruntów;
- śledzenie różnorodności biologicznej i trendów dzikiej przyrody;
- przetworzone informacje, takie jak mapy lub prognozy pogody.
Chcę zbadać...
Wybierz temat i zapoznaj się z poniższymi kartami, aby uzyskać więcej informacji na temat tego, jak rozpocząć badanie. Wybierz jeden z następujących tematów: pogoda, klimat, ekstremalne warunki pogodowe, powodzie, susze, zbiorniki wodne, jakość powietrza, flora, fauna i pożary.
- Zacznij od przeczytania kilku ogólnych dokumentów dotyczących klimatu (nie zagłębiaj się w szczegółowe raporty) z Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) i Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC). Dostępne jest podsumowanie dla nauczycieli tutaj.
- Znajdź lokalny/regionalny/krajowy instytut meteorologiczny lub serwis pogodowy na tej liście. Możesz także gromadzić historyczne dane pogodowe.
- Na stronie Copernicus Climate Change Service (C3S) zapewnia comiesięczne biuletyny klimatyczne i informacje na temat przeszłego, obecnego i przyszłego klimatu w Europie i na świecie.
- Na stronie Demonstracja edukacji klimatycznej i energetycznej C3S wyświetla graficznie cztery zmienne klimatyczne (temperatura powietrza, opady, prędkość wiatru i globalne poziome napromieniowanie) dla Europy.
- Ten zasób dla klasy wyjaśnia różnicę między pogodą a klimatem oraz jak naukowcy przewidują, jaki będzie klimat Ziemi w przyszłości.
- Temperatura powietrza
- Opady
- Wiatr
- Wilgotność
- Znajdź swój lokalny/regionalny/krajowy instytut meteorologiczny lub serwis pogodowy w tym wykaz.
- Uzyskaj więcej informacji o burzach i tornadach tutaj.
- Produkty dostępne w tym link mogłyby pomóc w określeniu zależności między ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi a stanem atmosfery z wyprzedzeniem.
- Możesz zbadać wzorce chmur i pogody korzystając z danych EO dostępnych w Przeglądarka EO. Szczególnie przydatne mogą być kolorowe zdjęcia z produktów satelitarnych Copernicus Sentinel-3, a także produkty chmurowe dostępne w danych Copernicus Sentinel-5P.
- Wiatr może nam powiedzieć bardzo wiele o tym, jak poruszają się masy powietrza i jak duże burze przemieszczają się z Atlantyku do Europy - jako przykład. Ten narzędzie może często pomóc w wizualizacji wzorców wiatru, jak również warunków atmosferycznych i oceanicznych.
- Ten zasób dla klasy wykorzystuje przykład huraganu Matthew do zbadania zastosowań danych z obserwacji Ziemi w śledzeniu huraganów.
- Temperatura powietrza
- Opady
- Wiatr
- Wilgotność
- Znajdź swój lokalny/regionalny/krajowy instytut meteorologiczny lub serwis pogodowy w tym wykaz.
- Poszukaj map historycznych, aby zobaczyć, jak zmieniały się rzeki
- Na stronie Europejskie Obserwatorium Suszy dostarcza informacji związanych z suszą, takich jak mapy wskaźników. Różne narzędzia, jak np. wykresy i porównać warstwy, umożliwiają wyświetlanie i analizowanie informacji, a nieregularnie publikowane "Wiadomości o suszach" dają przegląd sytuacji w przypadku zbliżających się susz.
- Przeglądarka EO oferuje temat "Powodzie i susze" w trybie edukacyjnym z wybranymi wcześniej opcjami satelitów i wizualizacji.
- Na stronie System zarządzania kryzysowego Copernicus udostępnia mapy dotyczące powodzi.
- Przeglądarka EO oferuje temat "Oceany i zbiorniki wodne" w trybie edukacyjnym z wstępnie wybranymi opcjami satelitów i wizualizacji.
- Na stronie Obserwatorium wody BlueDot Platforma bazuje na zdjęciach satelitarnych Copernicus i dostarcza informacji o poziomie wody w jeziorach, zaporach, zbiornikach, mokradłach i podobnych zbiornikach wodnych na całym świecie.
- Zasoby klasowe Autostrady oceanów wyjaśnia prądy morskie i ich znaczenie dla zrozumienia lokalnego klimatu.
- Zasolenie
- Kwasowość
- Organizmy
- Flora
- Na stronie Europejska Agencja Środowiska (EEA) zawiera wiele informacji na temat jakości powietrza.
- Krajowe agencje ochrony środowiska również mogą być dobrym źródłem informacji.
- Satelita Copernicus Sentinel-5P mierzy NO2 i inne zanieczyszczenia z kosmosu. Dane z tego i innych satelitów można znaleźć na stronie Przeglądarka EO. Wybierz temat Atmosfera i zanieczyszczenia.
- Ten Samouczek ESA EO Browser wyjaśnia, jak wykorzystać dane satelitarne do pomiaru zanieczyszczenia powietrza
- Na stronie Usługa monitorowania atmosfery z programu Copernicus codziennie dostarcza prognozę europejską i globalną.
- Można znaleźć wiele pomysłów na zbudowanie własnego czujnika jakości powietrza online. Ważne jest, aby porównać swoje pomiary z oficjalnymi pomiarami, aby zapewnić dokładność. W miarę możliwości porozmawiaj z ekspertami z lokalnego uniwersytetu lub urzędnikami miejskimi odpowiedzialnymi za pomiary zanieczyszczenia powietrza.
- Pogoda odgrywa ważną rolę w jakości powietrza. Dlatego można również prowadzić rejestr lokalnej pogody.
- Przeprowadź wywiady z rodzicami, nauczycielami, dziadkami itp., pytając ich, czy pamiętają, jaka była jakość powietrza w przeszłości.
- Przeglądarka EO oferuje temat "Roślinność" w trybie edukacyjnym z wstępnie wybranymi opcjami satelity i wizualizacji.
- Zasoby ESA Education dla klas szkolnych Kamera internetowa na podczerwień hack wyjaśnia, dlaczego na zdjęciach satelitarnych tak dobrze widać roślinność.
- Na stronie Global Forest Watch (GFW) to platforma internetowa zapewniająca dane i narzędzia do monitorowania lasów. W czasie zbliżonym do rzeczywistego można uzyskać dostęp do informacji o tym, gdzie i jak zmieniają się lasy na całym świecie.
- Mapy roślinności
- Rodzaje roślin
- Rośliny na obszar
- Zmiany sezonowe
- Analiza bioindykatorów, np. porostów. Mogą one dostarczyć informacji na temat stanu roślinności.
- Przeglądarka EO oferuje temat "Wildfires" w trybie edukacyjnym z wstępnie wybranymi satelitami i opcjami wizualizacji.
- Ten Samouczek ESA EO Browser bada, jak wykorzystać dane satelitarne do badania dzikich pożarów.
- Możesz również sprawdzić, co niektóre zespoły Climate Detectives zrobiły w poprzednich edycjach.
Jakich danych mogę użyć...
Aby ukończyć badanie, można skorzystać z danych naziemnych i satelitarnych.
Dane naziemne
Jak można gromadzić lokalne dane naziemne?
- Obserwacje
- Pomiary
- Liczenie
- Ankiety
- Eksperymenty laboratoryjne
- Eksperymenty terenowe
Dane satelitarne
Jedyne miejsce, w którym możemy dowiedzieć się najwięcej o naszej planecie, znajduje się nigdzie na Ziemi, ale wysoko w górze nad nim! Zdjęcia satelitarne pokazują świat innymi oczamii mogą obserwować cechy na dużą skalę.
Różne satelity przenoszą różne rodzaje czujników, które dostarczają różne rodzaje danych. Dane są przekształcane w informacje do różnych zastosowań, takich jak monitorowanie zanieczyszczenia powietrza, mapowanie wylesiania i rozwoju miast lub mierzenie temperatury Ziemi. Podczas gdy pokrycie optyczne jest najczęściej prezentowane w formie zdjęć, obejmuje ono dane cyfrowe. Te same surowe dane mogą być przetwarzane za pomocą oprogramowania komputerowego na wiele sposobów w celu wyodrębnienia określonych informacji.
Jak można uzyskać dostęp do danych satelitarnych?
Zespoły Climate Detectives mogą korzystać z różnych narzędzi, aby uzyskać dostęp do danych satelitarnych. Climate from Space i EO Browser to dwa narzędzia online, które zapewniają łatwy i bezpłatny dostęp do danych satelitarnych z różnych misji EO ESA.
Zalecane narzędzia
Klimat z kosmosu
Aplikacja Climate from Space zapewnia graficzną wizualizację zarchiwizowanych danych satelitarnych, które zostały już przetworzone i połączone, aby zapewnić przegląd różnych zmiennych klimatycznych, których naukowcy używają do badania zmian klimatu. Jest to potężne narzędzie do wizualizacji, które pozwala zobaczyć ewolucję zmiennych, takich jak dwutlenek węgla (CO2), kolor oceanu, temperatura powierzchni morza i inne. Witryna zapewnia również dostęp do serii multimedialnych historii, w których dane klimatyczne są umieszczane w kontekście i gdzie można znaleźć przydatne informacje na temat naszej dynamicznej planety i głównych zmian środowiskowych, z którymi mamy do czynienia, od zagrożonych wybrzeży po różnorodność biologiczną i utratę siedlisk.
Przeglądarka Copernicus
Przeglądarka Copernicus to platforma internetowa, która łączy archiwum misji obserwacyjnych programu Copernicus i może być wykorzystywana do wyszukiwania zdjęć satelitarnych w wysokiej rozdzielczości dowolnego obszaru zainteresowania. Dane są dostępne bezpłatnie. Copernicus Browser umożliwia dostęp do konkretnych danych satelitarnych dostosowanych do wybranego tematu. Tematy obejmują różne zagadnienia, od rolnictwa po atmosferę i zbiorniki wodne.
Nowa przeglądarka Copernicus? Oglądaj samouczki i poznaj ekosystem przestrzeni danych Copernicus.
Inne narzędzia
Coastal Thematic Hub to portal internetowy stworzony przez Copernicus. Dostarcza on danych i informacji na temat wybrzeży. Dane z programu Copernicus, które są wykorzystywane np. do podejmowania decyzji i zrównoważonego zarządzania w praktyce, można łatwo wykorzystać w projekcie.
MyOcean Viewer to interaktywne narzędzie online, które pozwala użytkownikom na przeglądanie danych oceanograficznych w niebieskim (fizycznym), zielonym (biogeochemicznym) i białym (lód morski) oceanie ze zmiennymi, takimi jak temperatura, zasolenie i poziom morza, dla dowolnego regionu na świecie. Oferuje zarówno dane historyczne, niemal w czasie rzeczywistym, jak i prognozy do 10 dni w przyszłości, zapewniając cenny wgląd w ocean i środowiska morskie. W ramach programu Copernicus, MyOcean Viewer jest publicznie dostępny za darmo.
Dane i informacje dotyczące reagowania kryzysowego i zarządzania ryzykiem związanym z klęskami żywiołowymi są gromadzone na stronie internetowej Copernicus Emergency Management Service (EMS). Copernicus EMS On Demand Mapping dostarcza informacji na temat wybranych sytuacji kryzysowych (od klęsk żywiołowych po katastrofy spowodowane przez człowieka) na całym świecie. Szybkie mapowanie zapewnia dostęp do informacji geoprzestrzennych w celu wsparcia działań po katastrofie, podczas gdy mapowanie ryzyka i odbudowy dostarcza informacji geoprzestrzennych w celu wsparcia zarządzania katastrofami przed, w trakcie i po zdarzeniu.
Częścią usługi zarządzania kryzysowego Copernicus jest również mapowanie ekspozycji Copernicus EMS, które zapewnia dokładne i stale aktualizowane informacje na temat obecności osiedli ludzkich i populacji za pomocą globalnej warstwy osadnictwa ludzkiego. Dostępne są różne zestawy danych, aby zbadać liczbę mieszkańców za pomocą siatek populacji lub dowiedzieć się o użytkowaniu gruntów i gęstości zaludnienia w osadach ludzkich za pomocą siatek powierzchni zabudowanej.
Europejski system informowania o zagrożeniach powodziowych (EFAS) zapewnia informacje prognostyczne na potrzeby zarządzania ryzykiem powodziowym i jest częścią usługi zarządzania kryzysowego Copernicus. Wczesne ostrzeganie i monitorowanie EMS Copernicus odbywa się na poziomie krajowym, regionalnym, ale także globalnym.
Europejski System Informacji o Pożarach Lasów (EFFIS) zapewnia dane o pożarach lasów w czasie zbliżonym do rzeczywistego i jest wykorzystywany do zarządzania pożarami na poziomie krajowym i regionalnym w państwach członkowskich UE, na Bliskim Wschodzie i w Afryce Północnej. Oprócz podglądu bieżącej sytuacji oferuje również mapę, na której można zobaczyć ryzyko pożarów i wiele więcej. Jest częścią programu wczesnego ostrzegania i monitorowania Copernicus EMS.
Obserwatorium suszy zapewnia informacje i wczesne ostrzeżenia dotyczące suszy na poziomie europejskim i światowym. Jest ono częścią usługi zarządzania kryzysowego Copernicus. Mapy i dane można wykorzystać do zbadania projektu dotyczącego susz.
Obserwatorium Wody zapewnia bieżące i historyczne dane na temat stanu zasobów wodnych w skali globalnej. Dzięki temu narzędziu można monitorować np. poziom wody w tamach, zbiornikach i jeziorach w czasie zbliżonym do rzeczywistego na całej planecie.
Portal Copernicus Sentinel-5P Mapping Portal dostarcza danych na temat atmosfery. Stężenia zanieczyszczeń powietrza są podawane w skali europejskiej, ale także światowej. Zmiany w emisjach mogą być monitorowane, a wpływ pożarów lub erupcji wulkanów na powietrze może być śledzony za pomocą tego narzędzia.
Global Forest Watch (GFW) to platforma internetowa do samodzielnego monitorowania lasów. Narzędzie to umożliwia każdemu dostęp do danych w czasie zbliżonym do rzeczywistego na temat lasów oraz tego, gdzie i jak zmieniają się one na całym świecie.
Usługa monitorowania gruntów Copernicus oferuje dostęp do pulpitów nawigacyjnych z różnymi tematami wykorzystującymi dane z monitorowania gruntów. Pokrycie terenu i zmiany pokrycia terenu w europejskich miastach i krajach mogą być badane, a dane o uszczelnionych powierzchniach są dostępne, aby pomóc w pracy nad projektem.
Wirtualne Laboratorium Oceaniczne jest narzędziem finansowanym przez ESA. Wirtualna platforma łączy zbiory danych EO i powiązane zbiory danych modelowych / in-situ. Korzystanie z tego narzędzia pozwala poczuć się jak oceanografowie. Eksploruj prądy oceaniczne w skali globalnej, analizuj temperatury w różnych lokalizacjach lub odkrywaj zasolenie wody.
Earth Observing Dashboard to narzędzie stworzone przez NASA, ESA i JAXA, łączące ich zasoby, wiedzę techniczną i doświadczenie w celu lepszego zrozumienia zmieniającego się środowiska wraz z działalnością człowieka na poziomie globalnym. Różne wybrane tematy pokazują zmiany określonych wskaźników w krajach i regionach na przestrzeni czasu. Niektóre z tych tematów to np. biomasa, COVID-19, gospodarka lub rolnictwo.
Teal to darmowe narzędzie do wizualizacji, które zapewnia bezpłatny dostęp do łatwych w użyciu danych klimatycznych. Narzędzie gromadzi zmienne klimatyczne od 1950 r. do czasu zbliżonego do rzeczywistego oraz emisje dwutlenku węgla od 1960 roku. W tym narzędziu można badać różne prognozy zmiennych klimatycznych od 2015 do 2100 roku dla trzech różnych scenariuszy emisji gazów cieplarnianych (niski, średni, wysoki). Można uzyskać dostęp do danych krajów i podkrajów.
Przykłady gromadzenia danych
Dane naziemne
Przykład: Eksperymenty terenowe - lub kampanie - są integralną częścią ciągłych wysiłków ESA w celu opracowania nowych i lepszych instrumentów do obserwacji Ziemi z kosmosu. Pomiary zebrane z powietrza i na ziemi, często w tym samym czasie, gdy satelita przechodzi nad głową, są wykorzystywane do porównania. Ma to zasadnicze znaczenie dla zapewnienia, że satelita nadal dostarcza dokładnych informacji.
Dane satelitarne
Europejska Agencja Kosmiczna opracowuje rodzinę satelitów Sentinel na potrzeby unijnego programu Copernicus - największego programu monitorowania środowiska na świecie! Każdy satelita Sentinel jest wyposażony w najnowocześniejsze instrumenty, które generują obrazy i dane dostępne dla użytkowników na całym świecie, dając każdemu możliwość zostania obserwatorem Ziemi.
Przykład: Zdjęcia satelitarne mogą wykrywać zakwity fitoplanktonu z kosmosu. Chociaż większość rodzajów fitoplanktonu jest mikroskopijna, chlorofil, którego używają do fotosyntezy, wspólnie zabarwia kolor otaczających wód oceanicznych. Te maleńkie organizmy można wykryć za pomocą dedykowanych czujników "koloru oceanu", takich jak Envisat's Medium Resolution Imaging Spectrometer, który uzyskał to zdjęcie 17 sierpnia 2011 roku.