10 Неймовірних способів візуалізації земних процесів
Синьо-зелений лик Землі до болю приємний нам, але ми бачимо його так часто, що ситі їм по горло. На щастя, NASA і інші космічні агентства постійно придумують нові способи візуалізації і відображення незліченних земних процесів, які ми вважаємо самі собою зрозумілими.
Плазмосфера Землі
Плазмосфера - це внутрішня частина магнітного поля Землі, вкрай цікава. Не так давно астрономи виявили постійний потік частинок між двома електрично зарядженими регіонами плазмосфери, який утворює земну версію сонячного вітру.
Коли ультрафіолетове випромінювання Сонця вражає атмосферу, воно викликає гігантську іонну хвилю. Крихітні електрони іонізують інші частинки, створюючи магнітне занепокоєння високо над поверхнею Землі. Цей потік не особливо серйозний за мірками космосу: він вивільняє порядку кілограма зарядженого матеріалу в зовнішнє магнітосферу в секунду. У перерахунку на день, це становить 90 тонн плазмового розряду, і цей поточний електричний потік формує великий пончик навколо нашої планети.
Порожнечі, які утворюються в міру відходу зарядженого вітру, постійно поповнюються в процесі дифузії плазми, і тому плазмосфера постійно оновлюється. На початку 60-х років астрономи виявили, що цей регіон стає тонкою на відстані трьох земних радіусів - близько 20 000 кілометрів на шляху в космос. Космічний апарат СРСР «Луна-2» підтвердив це припущення, і ця область тепер відома як плазмопауза.
Магнетизм гірських порід
Незважаючи на те, що NASA займається здебільшого астрономічними справами, у 2004 році космічне агентство поклало око на магнітне поле Землі. За допомогою Геологічної служби Сполучених Штатів агентство створило карту магнітних тенденцій по всій планеті. Магнітні аномалії літосфери дозволили виявити багато речей, в тому числі присутність водойм, ризик землетрусів і навіть геологічну еволюцію Землі.
Гірські породи - свого роду тектонічні щоденники, і їх магнітні профілі зберігають спадщину минулого. Знаючи це, вчені можуть відновити тектонічну історію Землі, складаючи глобальний пазл, обробляючи розфарбовані області. Відстежуючи ці великі зрушення з плином часу, вчені можуть перевірити свої моделі реальним станом речей.
Плями магнетизму розфарбовані в залежності від напрямку впливу. Червоні і жовті плями (позитивні значення) надають зовнішнє магнітне вплив. Сині та зелені (негативні значення) позначають внутрішнє магнітне вплив. І хоча магнітні сили поширюються у всіх напрямках, на карті ви бачите тільки вертикальний компонент. Втім, як би красиво ця карта не виглядала, вимірюється цей магнетизму в нанотесла, а саме магнітне взаємодія до смішного слабке. Найбільше пляма на мапі в 200 разів слабкіше магнітика на вашому холодильнику.
Земля в штучних кольорах
Не переживайте - з Землею все в порядку. Криваво-червоні і постапокаліптичний коричневі плями насправді показують проліферацію рослинності на планеті, а не поширення смертельного вірусу.
Цей знімок був зроблений зондом MESSENGER. Цей зонд обертається на орбіті Меркурія останні чотири роки, але його подорож почалася з тренувального кола навколо Землі і «проби пера» інструментів, які і зняли нашу планету у всій її помилковою красі.
Цей знімок був зроблений ширококутної суперкамера Mercury Dual Imaging System, яка охоплює 11 довжин хвиль. Він майже в істинних кольорах (синій, червоний, зелений), але синій змінений на інфрачервоний, тому що наша атмосфера розсіює синій колір. Інфрачервоний проходить майже недоторканим і виробляє більш чітке зображення. Життя рослин відображає ближній інфрачервоний світло, і, оскільки на знімку ця довжина хвиль приймає видимий червоний колір, ми бачимо цю дивно розфарбовану Землю.
Психоделічні неприродні кольори дозволяють NASA спостерігати різноманітні наземні процеси, в тому числі патерни росту рослин, круговорот води, температури і навіть невеликі планетарні катастрофи - повені і лісові пожежі.
дихання Землі
Супутник Aqua розповідає NASA і нам майже все, що ми хочемо знати про кругообіг води в природі. І зібравши дані за 2003-2010 роки, NASA випустило анімацію дихання планети.
AIRS, або Atmospheric Infrared Sounder, - це один з непомітних героїв метеорології, відповідальний за підвищення точності прогнозування погоди в поодинці більше, ніж будь-який інший інструмент за останні десять років. Партнер AIRS - MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) - спостерігає за рослинністю і вуглекислим газом у міру транзиту по низькій навколоземній орбіті від полюса до полюса.
Цикл починається 1 січня, коли північна півкуля відчуває новорічне похмілля. Як ви можете спостерігати на карті, позбавлені рослинності ділянки купаються в двоокису вуглецю. Ці моделі також показують і менш очевидні явища. Наприклад, 10% газоподібного діоксиду вуглецю вивільняється з теплою грунту (а не тільки з вмираючих рослин). Також можна спостерігати тримісячну затримку між відродженням рослин і підвищенням рівня CO2 в середній тропосфері, частини найнижчого атмосферного шару.
блискавки
Удари блискавок коштують мільярди доларів на рік на ремонт штучних споруд. Щоб навчитися уникати цих ударів, NASA створила карту щільності блискавок, що показує частоту ударів по всій земній кулі. Карта відображає дані, зібрані в період 1995-2002 років за допомогою інструментів OTD (Optical Transient Detector) і LIS (Lightning Imaging Sensor). Вам варто уникати темно-червоних плям, які представляють гарячі електроточки, а фіолетові і сірі ділянки відносно вільні від смертельних блискавок.
За допомогою цієї естетично приємною карти, можна передбачити кілька цікавих тенденцій. По-перше, гігантські простори океану вільні від блискавок. Великі маси води залишаються відносно спокійними, бо море пручається теплому дотику Сонця. Земля швидко нагрівається, і тепле повітря здіймаються. Повітряні потоки несуться вгору конвективними силами, провокуючи великі грози. По-друге, очевидно, що райони уздовж екваторіального поясу більш схильні до ударам блискавок, з тих же причин.
Карта земних вітрів
Global Forecast System (GFS) відстежує вітри в міру їхнього руху по планеті. Ці дані легко вважати в формі неймовірно (Earth Wind Map), люб`язно наданої веб-розробником Кемероном Беккарі.
Вона повністю інтерактивна, і ви можете пограти з настройками, натиснувши на «earth» в лівому нижньому куті сайту. швидкість вітру вимірюється за колірною шкалою, на якій блакитний і зелений відповідає за ніжний бриз. Можна збільшити або зменшити масштаб, підняти і опустити висоту. Червоний і фіолетовий кольори відповідають за самі злісні вітри.
Earth Wind Map оновлюється кожні три години зі свіжими даними GPS і дозволяє контролювати температуру і вологість. Ці свідчення можна накласти на різні проекції. Якщо вам цього мало, можете переключитися на океанічні течії і помилуватися цією приємною картиною (Mode: Ocean).
Кількість опадів
Те, що ми можемо спостерігати кількість опадів за рік всього за кілька хвилин, свідчить про дивовижні орбітальних спостереженнях. NASA і JAXA (Національне космічне агентство Японії) об`єдналися, щоб створити найбільш повну карту опадів на сьогоднішній день, і місія Global Precipitation Measurement успішно випустила свою першу глобальну карту дощів і снігопадів.
Це сузір`я супутників охоплює майже 90% поверхні Землі і оновлюється кожні півгодини. Снігопад, як правило, складно відстежити, але цей проект зі спостереження за опадами демонструє астрономічні можливості спостереження за цими невловимими елементами життя на Землі.
Широта спостережень воістину революційна, володіє безпрецедентною деталізацією і діапазоном. Крім того, спостереження за тим, як бурі подорожують по всьому світу, дає уявлення про майбутні події, що дозволяє будувати більш точні прогнози в майбутньому.
океанічні течії
Постімпрессіоніст Вінсент Ван Гог надихався видами нічного неба, тому не дивно, що збори океанічних течій NASA виглядає схожим на нічні ландшафти Ван Гога. Карта робить вітри видимими і розкриває надзвичайну турбулентність, притаманну морях.
Scientific Visualization Studio від NASA Сконденсована безліч супутников-годин і більше двох років спостережень в 20-хвилинної анімації Perpetual Ocean. Вона охоплює період з червня 2005 року по грудень 2007 року. Неймовірне поєднання науки і мистецтва, і NASA сподівається, що подібні візуалізації зроблять роботу агентства більш зрозумілою широкому загалу і доступною для мас.
випромінювання
CERES від NASA (Clouds and the Earth&rsquo-s Radiant Energy System) - це платформа для вимірювання об`єму сонячного світла, що потрапляє на землю-точніше, тонкого балансу між сонячним випромінюванням, яке поглинається і яке відбивається назад в космос. CERES відстежує короткохвильове випромінювання, або відбите сонячне світло, а також довгохвильове випромінювання, або тепло, що виділяється Землею. Яскраве зображення вище показує цей потік протягом одного місяця.
CERES спостерігає за мінливим альбедо Землі, чи відбивну здатність. Альбедо цілком замороженого світу становить 0,84 (84% світла відбивається назад), тоді як світ, покритий темною листяної рослинністю, має альбедо в 0,13. Дані останніх 40 років показують, що поточний альбедо Землі - 0,30. Не дуже багато. І це значення падає, у міру того як скорочуються полярні шапки, а разом з ними і лід, відомий своєю відбивною здатністю.
Карта вище показує тенденції альбедо з 1 березня 2000 року до 31 грудня 2011 року. Помаранчеві плями показують області, які затінені і поглинають більше тепла. Синім кольором показана зона збільшується альбедо, що добре для нас. Значення дико змінюються за період спостереження, і NASA не в змозі встановити більш-менш важливу тенденцію з цих скачуть даних.
Карта космічного сміття
Ми, люди, любимо смітити, і за останні 50 років перетворили навіть земну орбіту в космічну звалище. Більш 500 000 шматків космічного сміття літають навколо нашої планети на неймовірних швидкостях до 28 000 кілометрів на годину. Втім, ви можете побачити це самі.
З 6000 супутників, відправлених нами в космос, щонайменше 3600 все ще знаходяться на орбіті. На щастя, товста оболонка газів навколо нашої планети гарантує, що велика частина цього сміття згорить, якщо впаде на Землю.
NASA завзято відстежує всі, що за розмірами перевищує 10 сантиметрів, і в даний час спостерігає за більш 20 000 таких об`єктів. І це не кажучи вже про мільйони шматочків всякої всячини, яка занадто мала, щоб спостерігати за нею. При швидкості руху в кілька кілометрів в секунду пляма фарби енергетично не відрізняються від 250-кілограмової штуковини, що рухається зі швидкістю 100 кілометрів на годину.
