Απεικόνιση με MISR των κυμάτων τσουνάμι από το σεισμό της 26 Δεκεμβρίου 2004 στη Sumatra Andaman

Από RemoteSensing Wiki

Authors:Michael J. Garay, David J. Diner

Εισαγωγή

Στις 00:58:53 UTC της 26 Δεκεμβρίου 2004 και ώρα , μερικές ώρες μετά από ένα ισχυρό σεισμό που συνέβη στη δυτική ακτή της Sumatra στον Ινδικό Ωκεανό παρήχθει ένα ισχυρό τσουνάμι. Το φασματοραδιόμετρο MISR του δορυφόρου της NASA Terra συνέλαβε εξαιρετικά μεγάλα κύματα που εμφανίστηκαν κατά μήκος της ανατολικής ακτής της Ινδίας. Το MISR παρέχει τις πληροφορίες για τη θέση και τα χαρακτηριστικά των κυμάτων τσουνάμι, μαζί με εκτιμήσεις της ταχύτητας κυμάτων. Ο σεισμός προκάλεσε μια ξαφνική άνοδο του ωκεανού, και προκάλεσε ένα ισχυρό τσουνάμι που προκάλεσε το θάνατο και την καταστροφή στις παράκτιες περιοχές. Σε αυτή τη μελέτη παρουσιάζονται παρατηρήσεις που γίνονται από το MISR την ημέρα του σεισμού, μερικές ώρες αφού τα αρχικά κύματα τσουνάμι χτύπησαν την ανατολική ακτή της Ινδίας.

Παρατηρήσεις

Το MISR είναι ένα από τα πέντε όργανα που βρίσκονται στο δορυφόρο Terra του συστήματος EOS, εκτοξεύτηκε το Δεκέμβριο του 1999 σε μια κοντινή πολική τροχιά διασχίζει τον ισημερινό περίπου στις 10:30 τοπική ώρα, στην κάθοδό του. Το MISR κάνει τις μετρήσεις σε τέσσερα κανάλια, 446 nm (μπλε), 558 nm (πράσινα), 672 nm (κόκκινα), και 866 nm (εγγύς υπέρυθρο), χρησιμοποιώντας μια σειρά εννέα καμερών. Οι κάμερες είναι προσανατολισμένες κατά ζεύγη στις γωνίες ±70.5°, ±60.0°, ±45.6°, ±26.1°, με τον εναπομείναντα στην κατεύθυνση ναδίρ (0°). Τα στοιχεία «υποβάλλονται σε επεξεργασία έτσι ώστε το κόκκινο κανάλι να έχει διακριτική ικανότητα 275 m×275 m. Για να αυξηθεί η αποθηκευτική ικανότητα όλες οι κάμερες εκτός από του ναδίρ στα κανάλια μπλε, πράσινο και εγγύς υπέρυθρο έχουν διακριτική ικανότητα 1.1 km×1.1 km. Το εύρος της εικόνας καλύπτει περίπου 400 χλμ, με έναν κύκλο επανάληψης 16 ημερών καλύπτοντας όλη τη γη σε 9 μέρες. . Αν και σε οι 9 κάμερες συλλαμβάνουν διαφορετικά σημεία μέσα σε περίπου 7 λεπτά και μετά την ανάλογη επεξεργασία κάθε σημείο φαίνεται από 9 διαφορετικές λήψεις. Τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται σε αυτήν την ανάλυση προβάλλονται στο παγκόσμιο γεωδαιτικό σύστημα (WGS84). Η ταχύτητα και η κατεύθυνση της κίνησης κοντά στην επιφάνεια μπορεί να μετρηθεί με βάση το γνωστό χρονικό διάστημα μεταξύ των διαδοχικών λήψεων. Στις περίπου 03:35 UTC, φαίνεται ότι η ανατολική ακτή της Ινδίας χτυπήθηκε από το αρχικό κύμα του τσουνάμι που παρήχθει από το σεισμό στη Sumatra-Andaman. Ο δορυφόρος Terra πέρασε από την ανατολική ακτή της Ινδίας και τη δυτική ακτή της Σρι Λάνκα μετά από 90 λεπτά, επιτρέποντας στο MISR να λάβει εικόνες από τις περιοχές που επλήγησαν από το τσουνάμι στις 05:10 και 05:18 UTC. Απεικονίσεις σε κινούμενα σχέδια δημιουργήθηκαν από την ακολουθία των εικόνων μέσω του κόκκινου καναλιού. Αποκάλυψαν την κίνηση των κυμάτων τσουνάμι προς την ινδική ακτή. Επειδή η γεωμετρική διόρθωση των στοιχείων του MISR είναι ακριβές σε περίπου 50 m, οι συγκρίσεις εικονοστοιχείο, εικονοστοιχείο των διαδοχικών εικόνων επιτρέπουν τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης της κίνησης και της απόστασης. Οι τρεις περιοχές που υποδεικνύονται ως σημαντικές θέσεις για τη μελέτη του τσουνάμι είναι το δέλτα του Godavari, το δέλτα Krishna, και η περιοχή Nagapattinam. Στην εικόνα 1 παρουσιάζονται λήψεις του νοτιανατολικού τμήματος του δέλτα, από τέσσερις κάμερες MISR.

Εικόνα 1: Λήψεις του νοτιανατολικού τμήματος του δέλτα, από τέσσερις κάμερες MISR.

Τα στοιχεία MISR προβάλλονται χρησιμοποιώντας το πλέγμα αναφοράς SOM. Στο κέντρο της εικόνας φαίνεται ο ποταμός Vainateyam. Οι RGB εικόνες παρήχθησαν στην διακριτική ικανότητα 275 m προβάλλοντας τα δεδομένα από το πράσινο και μπλε κανάλι με διακριτική ικανότητα 1,1km πάνω στο κόκκινο. Τα σύννεφα εμφανίζονται με ανοιχτό λευκό, το έδαφος πρασινωπό, και ο ωκεανός έχει ένα γαλαζωπό χρώμα. Οι φερτές ύλες στο κόλπο της Βεγγάλης φαίνονται σαν ελαφρά χρωματισμένες περιοχές στο σκούρο νερό. Γραμμικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα φαίνονται σε όλες τις εικόνες. Το μεγαλύτερο αρχίζει ακριβώς νότια των εκβολών του ποταμού Guatami, και εκτείνεται νοτιοδυτικά, κάνοντας μια μικρή γωνία σε σχέση με την ακτή. Αυτά τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα είναι απίθανο να είναι σύννεφα λόγω του εξαιρετικά στενού, γραμμικού χαρακτήρα, μαζί με το γεγονός ότι παρουσιάζονται μόνο στις παράκτιες περιοχές. Επιπλέον, είναι σημαντικά σκοτεινότερα από σύννεφα σωρειτών που φαίνονται στην εικόνα και κινούνται βορειοδυτικά. Με βάση αυτό το συλλογισμό, αυτά τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα συνδέονται με τα τσουνάμι. Το μέγεθος αυτών των κυμάτων είναι σημαντικό δεδομένου ότι φαίνονται σε διακριτική ανάλυση 275 m. Στην εικόνα 2 παρουσιάζεται μία σειρά εικόνων RGB true colour της περιοχής του δέλτα του Krishna στις 26 Δεκεμβρίου 2004. Χαρακτηριστικά γνωρίσματα που συνδέονται με τα κύματα τσουνάμι, παρόμοια με εκείνα του δέλτα Godavari, υποδεικνύονται με τα βέλη στην εικόνα 2.

Εικόνα 2: Μία σειρά εικόνων RGB true colour της περιοχής του δέλτα του Krishna στις 26 Δεκεμβρίου 2004.

Η περιοχή Nagapattinam ήταν μια από τις περιοχές της Ινδίας που επλήγησαν από το τσουνάμι. Στην εικόνα 3 φαίνεται η περιοχή μέσα από τα σύννεφα. Ένα πιθανό χαρακτηριστικό γνώρισμα κυμάτων τσουνάμι, που υποδεικνύεται από το βέλος, φαίνεται σαν μία λεπτή γραμμή. Φαίνεται η φωτεινότητα της περιοχής να ταυτίζεται με αυτή του ωκεανού. Αυτό αποτελεί δείγμα του ότι η πόλη ήταν ήδη πλημμυρισμένη όταν έγινε η παρατήρηση.

Εικόνα 3: Η περιοχή μέσα από τα σύννεφα

Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα που συνδέονται με τα κύματα τσουνάμι κατά μήκος των δέλτα είναι διαφορετικά από αυτά της περιοχής Nagapattinam. Η εστίαση λοιπόν έγινε στο πιο ισχυρό κύμα στο δέλτα τουKrishna. Περιστρέφοντας τις εικόνες από το MISR κατά 35ο ωρολογιακά φαίνονται τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα να διαδίδονται από κάτω προς τα πάνω. Αυτό αυξάνει την διακριτική ικανότητα από 275 σε 336 m. Η κίνηση και η ταχύτητα υπολογίστηκαν ανεξάρτητα για κάθε διαδοχικό ζεύγος καμερών. Το αποτέλεσμα από τα τρία από τα ζευγάρια φωτογραφικών μηχανών (+26.1° σε 0°, 0° σε -26.1°, και -26.1° σε -45.6°) ήταν κατά μέσο όρο μια μέση ταχύτητα για το κύμα 7.43 m/s (26.8 km/h) με μια τυπική απόκλιση ±0.04 m/s (±0.15 km/h). Ο συνολικός χρόνος που παρήλθε μεταξύ του +26.1° έως και -45.6° ήταν 135.5 s. Η ανάλυση στην περιοχή Nagapattinam εκτελέσθηκε με τον ίδιο σχεδόν τρόπο. Ο προσανατολισμός αυτού του χαρακτηριστικού γνωρίσματος σχετικά με την ακτή είναι αρκετά διαφορετικός από τον προσανατολισμό των χαρακτηριστικών γνωρισμάτων των δέλτα Godavari και Krishna. Αυτό οφείλεται πιθανώς στην αλληλεπίδραση της αντανάκλασης και της διάθλασης των κυμάτων μέσα στον Ινδικό Ωκεάνο και την εγγύτητα αυτής της περιχής της Ινδίας με τη βόρεια ακτή της Σρι Λάνκα. Προκειμένου να αποκατασταθεί ο προσανατολισμός του κύματος κατά μήκος της Nagapattinam, εφαρμόστηκε μια δεξιόστροφη περιστροφή 18°. Με αυτόν τον μετασχηματισμό, τα κύματα διαδόθηκαν από δεξιά προς τα αριστερά. Αυτό αυξάνει την διακριτική ικανότητα από 275 σε 289 m. Η ταχύτητα αυτού του κύματος υπολογίστηκε κατά τον ίδιο τρόπο και προέκυψε 9.58 m/s (34.5 km/h), με μία τυπική απόκλιση ±1.6 m/s (±5.9 km/h). Αυτή η ταχύτητα είναι σχεδόν 30% μεγαλύτερη από την ταχύτητα 7.43 m/s αλλα αυτό μπορεί να οφείλεται σε σφαλματα στις μετρήσεις.