Bagaimana Satelit Digunakan untuk Mengamati Lautan?

Satelit adalah alat luar biasa untuk mengamati Bumi dan samudra biru besar yang menutupi lebih dari 70 persen planet kita. Dengan penginderaan jarak jauh dari orbitnya jauh di atas Bumi. Satelit memberi kita lebih banyak informasi daripada yang mungkin diperoleh hanya dari permukaan.

Menggunakan satelit, para peneliti NOAA mempelajari laut dengan cermat. Informasi yang dikumpulkan oleh satelit dapat memberi tahu kita. Tentang batimetri samudra, suhu permukaan laut, warna samudra, terumbu karang, serta laut dan danau es. Ilmuwan juga menggunakan sistem pengumpulan data pada satelit untuk menyampaikan sinyal dari pemancar di darat kepada peneliti di lapangan. Digunakan dalam aplikasi seperti mengukur tinggi pasang surut dan migrasi paus. Pemancar di satelit juga menyampaikan informasi posisi dari suar darurat untuk membantu menyelamatkan nyawa. Saat orang berada dalam kesulitan di kapal, pesawat terbang, atau di daerah terpencil. Berikut ini hanya beberapa dari sekian banyak cara satelit membantu kita mempelajari lebih lanjut tentang lautan kita:

Suhu Permukaan Laut

Mengetahui suhu permukaan laut dapat memberi tahu para ilmuwan banyak hal tentang apa yang terjadi di dalam dan sekitar laut. Perubahan suhu mempengaruhi perilaku ikan, dapat menyebabkan pemutihan karang, dan mempengaruhi cuaca di sepanjang pantai. Citra satelit suhu permukaan laut juga menunjukkan pola sirkulasi air. Contohnya termasuk lokasi upwelling, yang ditandai dengan air dingin yang naik dari kedalaman, seringkali di dekat pantai; dan arus air hangat, seperti Arus Teluk. Instrumen yang paling umum digunakan untuk mengumpulkan suhu permukaan laut. Adalah instrumen Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) di atas satelit NOAA / NASA Suomi NPP. Sensor ini menangkap data baru setiap hari, memungkinkan para ilmuwan untuk mengumpulkan serangkaian peta. Yang menunjukkan variasi suhu permukaan laut dari waktu ke waktu untuk berbagai wilayah di seluruh dunia.

Warna Permukaan Laut

Satelit juga memberikan informasi tentang warna lautan. Misalnya, data warna membantu peneliti menentukan dampak banjir di sepanjang pantai, mendeteksi bulu sungai. Dan menemukan mekarnya ganggang berbahaya yang dapat mencemari kerang dan membunuh ikan lain serta mamalia laut. Data warna laut dari satelit memungkinkan kita tidak hanya untuk mengidentifikasi di mana alga mekar terbentuk. Tetapi juga untuk memprediksi ke mana alga itu mungkin melayang di masa depan. Pabrik pengolahan juga menggunakan ramalan pertumbuhan alga yang dibuat oleh NOAA. Untuk memutuskan kapan harus mengubah formula pengolahan airnya untuk menangani alga.

Perubahan Permukaan Laut

Salah satu potensi dampak perubahan iklim yang paling signifikan adalah kenaikan permukaan laut. Yang dapat menyebabkan genangan di wilayah pesisir dan pulau-pulau, erosi garis pantai. Dan kerusakan ekosistem penting seperti lahan basah dan mangrove. Pengukuran radar altimeter satelit dapat dikombinasikan dengan orbit pesawat ruang angkasa yang diketahui secara tepat. Untuk mengukur permukaan laut secara global dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Pengukuran perubahan jangka panjang di permukaan laut rata-rata global menyediakan cara. Untuk menguji prediksi model iklim tentang pemanasan global.

Pemetaan

Citra satelit juga dapat digunakan untuk memetakan fitur-fitur di dalam air, seperti terumbu karang. Geologi dasar laut jauh lebih sederhana daripada geologi benua karena tingkat erosi lebih rendah. Dan juga karena benua telah mengalami banyak tabrakan yang terkait dengan pembukaan dan penutupan cekungan laut. Terlepas dari kemudaan dan kesederhanaan geologisnya, sebagian besar dasar laut yang dalam ini masih kurang dipahami karena tertutup oleh lautan. Sampai saat ini, kapal hanya memetakan sebagian kecil dari dasar laut. Namun berkat gravitasi, permukaan laut memiliki tonjolan dan cekungan lebar yang meniru topografi dasar laut. Tonjolan dan kemiringan ini dapat dipetakan menggunakan altimeter radar yang sangat akurat yang dipasang pada satelit.

Cuaca

Laut memainkan peran utama dalam mengatur cuaca dan iklim planet. Data cuaca mungkin merupakan aplikasi teknologi satelit yang paling terkenal. Sistem satelit cuaca operasional NOAA terdiri dari dua jenis satelit. Satelit lingkungan operasional geostasioner (GOES) untuk prakiraan jarak pendek, peringatan, dan pengamatan; dan satelit yang mengorbit kutub untuk prakiraan jangka panjang. Kedua jenis satelit tersebut diperlukan untuk menyediakan sistem pemantauan cuaca global yang lengkap.

Pelacakan

Satelit yang menyediakan citra lingkungan juga dapat digunakan bersama dengan organisasi lain yang menerima data dari berbagai sensor. Misalnya, hewan laut, seperti penyu dan manate, dapat dilengkapi dengan pemancar yang menyampaikan informasi tentang lokasinya ke satelit yang mengorbit. Teknologi serupa juga digunakan untuk pencarian dan penyelamatan manusia.…

Observatorium Alam di Lembah Sungai Narew

Bangunan rancangan observatorium alam dan arsitektur yang menyertainya diletakkan di atas petak. Yang terletak di tepi danau oxbow di sungai Narew. Tujuan dari desain bangunan ini adalah untuk meletakkannya dalam konteks alam lembah sungai Narew yang belum tersentuh.

Analisis terperinci yang saya lakukan, telah menjadi titik awal yang alami untuk kegiatan proyek.

Selama ekspedisi medan di area yang dirancang, saya menemukan tanaman – Echinocystis lobata – yang tumbuh di semua semak. Buah lonjong terdiri dari dua lapisan: bagian luar – pelindung dan bagian dalam yang berisi biji-bijian. Bentuk ini terdiri dari kisi-kisi tidak beraturan, kaku dan berkayu yang membentuk semacam jaring laba-laba. Karya ini menjadi inspirasi saya untuk membuat bentuk bangunan utama observatorium.

Struktur pendukung telah digulung ke luar gedung untuk membentuk mantel yang melindungi ruang penyimpanan yang tepat. Dibatasi oleh dinding tirai kaca. Antara bangunan dan pembangunan zona tertutup dibuat oleh ruang semi terbuka – koridor yang memungkinkan berjalan di sekitar bangunan. Bentuk bangunan mengacu pada bentuk tepi danau oxbow – melengkung menjadi tapal kuda. Karakter observatorium yang “rusak” ini merupakan hasil analisis kelompok pohon yang terletak di seberang bangunan yang dirancang. Mahkota pohon-pohon ini dalam perspektif menciptakan garis putus-putus, yang saya sebut sebagai bentuk atap observatorium.

Rys. 17. Hubungan antara bangunan dan lingkungan; sumber: bahan sendiri

Bangunan

Bangunan dibagi menjadi dua segmen: rekreasi – pameran satu dan perumahan. Jarak di antara mereka mengarahkan pengamat ke menara observasi yang ada. Kedua segmen tersebut dihubungkan satu sama lain oleh dek kayu – berdasarkan tiang beton bertulang – yang berangkat dari jalur sempit. Pertama – jembatan – menghubungkan gedung dengan jalan akses di sisi timur. Tiga lainnya mengarahkan ke objek observasi: dua titik observasi dan menara observasi terencana. Mereka juga dibiarkan menikmati menonton burung dari “tembok burung”.

Daerah dataran banjir yang saya usulkan untuk desain bangunan tepat adalah dengan meninggikan bangunan di atas permukaan air. Dan mendasarkannya pada tiang beton bertulang. Fasadnya terdiri dari struktur seperti kisi-kisi buah Echinocystis lobata yang tidak beraturan. Ini membuat bangunan tampak ringan dan tembus cahaya.

Material utama yang digunakan dalam proyek ini adalah kayu.

Dinding partisi yang membentuk ruang-ruang internal dilapisi dengan potongan-potongan kayu melengkung dalam susunan vertikal. Fasad ini akan melambangkan gelombang yang diciptakan oleh air selama banjir di perairan Narew.

Area Pendidikan

“Aula Burung Berkicau” adalah area rekreasi pendidikan, di mana pengunjung dapat mendengarkan suara burung asli. Dilengkapi dengan sarang burung mirip kapsul Sound yang dilemahkan. Setelah memasuki salah satu kapsul Anda dapat mendengarkan spesies individu. Memperoleh informasi yang ditampilkan di layar dan mengisolasi dari ruang sekitarnya.

Titik pengamatan yang terletak di segmen pemukiman mengarahkan pengamat ke alam yang belum tersentuh. Dan memungkinkan untuk menyaksikan batalion kemeriahan, yang merupakan area berkembang biak di situs ini.

Dinding burung yang menempatkan rumah burung dengan cara tertentu mengaburkan garis antara zona budaya. Yang menciptakan bangunan observatorium – dan alam yang murni. Kita bisa mendapat kesan bahwa burung-burung itu terbang ke dalam gedung.

Karena daerah dataran banjir, komunikasi antara gedung dan jalan diselesaikan dengan dua cara. Komunikasi berjalan – dengan jembatan kayu, dan komunikasi air melalui proyek pelabuhan kano kecil. Itu dibuat oleh ruang tertutup di mana kita bisa mendapatkan dengan berenang di bawah bangunan (di antara tumpukan beton bertulang).

Titik pengamatan, yang terletak di titik-titik utama di area yang diproyeksikan adalah elemen yang dirancang khusus untuk pengamatan burung. Untuk titik pengamatan, seperti halnya pelabuhan kano kita bisa berenang dari bawah. Kano ditambatkan ke sebuah tiang, lalu kita bisa masuk melalui tangga. Pengamatan burung mungkin dilakukan dengan lubang yang tersebar tidak teratur dalam konstruksi. Yang memungkinkan Anda untuk menonton keduanya: burung besar dan kecil dari perspektif yang berbeda. Langkan, yang terdiri dari ketinggian menyamarkan objek di luar angkasa – mengingatkan semak atau sarang. Jarak antara langkan sangat sempit sehingga burung dapat membangun sarang di antara keduanya.…

Menggunakan Kecerdasan Buatan untuk Memprediksi Cuaca Buruk dengan Lebih Baik

Peneliti membuat algoritma AI untuk mendeteksi formasi awan yang mengarah ke badai.

Saat meramalkan cuaca, ahli meteorologi menggunakan sejumlah model dan sumber data untuk melacak bentuk dan pergerakan awan. Yang dapat mengindikasikan badai hebat. Namun, dengan kumpulan data cuaca yang semakin berkembang dan tenggat waktu yang semakin dekat. Hampir tidak mungkin bagi mereka untuk memantau semua formasi badai – terutama yang berskala kecil – secara real time.

Kini, ada model komputer yang dapat membantu para peramal cuaca mengenali potensi badai hebat dengan lebih cepat dan akurat. Ini semua erkat tim peneliti di Penn State, AccuWeather, Inc., dan University of Almería di Spanyol. Mereka telah mengembangkan kerangka kerja berdasarkan pengklasifikasi linier pembelajaran mesin. Semacam kecerdasan buatan – yang mendeteksi gerakan rotasi di awan dari citra satelit yang mungkin tidak diketahui. Solusi AI ini berjalan pada superkomputer Bridges di Pittsburgh Supercomputing Center.

Data

Steve Wistar, ahli meteorologi forensik senior di AccuWeather, mengatakan bahwa memiliki alat ini untuk mengarahkan pandangannya ke formasi. Yang berpotensi mengancam dapat membantunya membuat ramalan yang lebih baik.

“Peramalan terbaik menggabungkan data sebanyak mungkin,” katanya. “Ada begitu banyak hal yang harus diperhatikan, karena suasananya sangat kompleks. Dengan menggunakan model dan data yang kami miliki [di depan kami], kami mengambil cuplikan dari tampilan atmosfer yang paling lengkap.”

Dalam studi mereka, para peneliti bekerja dengan Wistar dan ahli meteorologi AccuWeather lainnya. Untuk menganalisis lebih dari 50.000 citra satelit cuaca AS yang bersejarah. Di dalamnya, para ahli mengidentifikasi dan memberi label bentuk dan gerakan awan “berbentuk koma”. Pola awan ini sangat terkait dengan formasi siklon. Yang dapat menyebabkan peristiwa cuaca buruk termasuk hujan es, badai petir, angin kencang, dan badai salju.

Kemudian, dengan menggunakan visi komputer dan teknik pembelajaran mesin. Para peneliti mengajarkan komputer untuk secara otomatis mengenali dan mendeteksi awan berbentuk koma pada citra satelit. Komputer kemudian dapat membantu para ahli dengan menunjukkan secara real time di mana, di lautan data. Dapat memusatkan perhatian mereka untuk mendeteksi permulaan cuaca buruk.

“Karena awan berbentuk koma adalah indikator visual dari peristiwa cuaca buruk. Skema kami dapat membantu ahli meteorologi memperkirakan peristiwa tersebut”. Kata Rachel Zheng, mahasiswa doktoral di Sekolah Tinggi Ilmu dan Teknologi Informasi di Penn State dan peneliti utama di proyek.

Akurasi

Para peneliti menemukan bahwa metode mereka dapat secara efektif mendeteksi awan berbentuk koma dengan akurasi 99 persen. Dengan rata-rata 40 detik per prediksi. Itu juga mampu memprediksi 64 persen peristiwa cuaca buruk. Mengungguli metode deteksi cuaca buruk lainnya yang ada.

“Metode kami dapat menangkap sebagian besar awan berlabel manusia, berbentuk koma,” kata Zheng. “Selain itu, metode kami dapat mendeteksi beberapa awan berbentuk koma sebelum sepenuhnya terbentuk. Dan deteksi kami terkadang lebih awal dari pengenalan mata manusia.”

“Panggilan bisnis kami adalah menyelamatkan nyawa dan melindungi properti,” tambah Wistar. “Semakin awal pemberitahuan kepada orang-orang yang akan terkena dampak badai, semakin baik kami menyediakan layanan itu. Kami mencoba untuk mengeluarkan informasi terbaik sedini mungkin.”

Proyek ini meningkatkan pekerjaan sebelumnya antara AccuWeather dan kelompok penelitian College of IST. Yang dipimpin oleh profesor James Wang, yang merupakan penasihat disertasi Zheng.

“Kami menyadari ketika kolaborasi kami dimulai [dengan AccuWeather pada tahun 2010]. Bahwa tantangan signifikan yang dihadapi ahli meteorologi dan ahli iklim adalah memahami jumlah data yang luas dan terus meningkat. Yang dihasilkan oleh satelit observasi Bumi, radar, dan jaringan sensor,” kata Wang. “Sangatlah penting untuk memiliki sistem komputerisasi yang menganalisis dan belajar dari data. Sehingga kami dapat memberikan interpretasi data yang tepat waktu. Dan tepat dalam aplikasi yang sensitif terhadap waktu seperti prakiraan cuaca buruk.”

Dia menambahkan, “Penelitian ini merupakan upaya awal untuk menunjukkan kelayakan interpretasi berbasis kecerdasan buatan. Dari informasi visual terkait cuaca kepada komunitas penelitian. Lebih banyak penelitian untuk mengintegrasikan pendekatan ini dengan model prediksi cuaca numerik yang ada. Dan model simulasi lainnya kemungkinan akan membuat ramalan cuaca lebih akurat dan berguna bagi orang-orang. ”

Kesimpulan

Wistar menyimpulkan. “Manfaat [dari penelitian ini] adalah menarik perhatian seorang peramal yang sangat sibuk ke sesuatu yang mungkin telah terlewatkan.”…

Pelajaran dari Darwin: Pentingnya Pengamatan dalam Ilmu Lingkungan

“Di masa depan yang jauh saya melihat lapangan terbuka untuk penelitian yang jauh lebih penting” Darwin 1859

Bertahun-tahun sejak pernyataan ini diterbitkan, penelitian-penelitian tersebut telah menghasilkan pemahaman ilmiah yang tidak dapat dibayangkan oleh penulisnya, Charles Darwin. Namun, lompatan dalam sains dalam bidang genetika, dan geologi. Misalnya, hanya menyoroti kecemerlangan dan relevansi berkelanjutan dari karya luar biasa Darwin. Meskipun Darwin, tak terbantahkan, salah satu raksasa ilmuwan sejarah yang menjulang tinggi, jalannya menuju keunggulan sains tidak sederhana. Sebagai seorang pemuda, Darwin, seperti ayahnya, mulai berlatih menjadi seorang dokter. Namun, dia tidak tertarik dengan pembelajaran ini. Faktanya, dia dikenal karena melewatkan kursus sekolah kedokterannya untuk menghabiskan waktu di luar ruangan. Mengejar hasratnya yang sebenarnya untuk sejarah alam.

Darwin

Setelah gagal di universitas, dia mendaftar di Cambridge untuk menjadi pendeta Anglikan. Di sini, Darwin beruntung memiliki naturalis luar biasa bagi para dosen yang mengizinkannya menemani mereka dalam kunjungan lapangan mereka. Melalui hubungan ini, Darwin mengembangkan dan mempraktikkan keterampilannya dalam observasi dan penyelidikan ilmiah. Dalam Profesor John Henslow, khususnya, Darwin menemukan teman yang berpikiran sama. Bersama-sama, keduanya sering menjelajahi alam untuk mengamati tumbuhan dan hewan langka. Melalui persahabatan inilah Darwin mendapatkan kesempatan untuk bergabung dengan kru Beagle sebagai naturalis yang tidak dibayar. Dalam perjalanan lima tahun yang sekarang terkenal, menjelajahi garis pantai Amerika Selatan. Darwin, mampu membenamkan dirinya sepenuhnya dalam hal-hal yang paling membangkitkan gairah dan keingintahuannya. Dia dengan cepat terpesona dengan tempat-tempat yang dia kunjungi dan tanaman aneh, hewan, dan burung penasaran yang tinggal di sana.

HMS Beagle

Darwin, tenggelam dalam perjalanan ke lokasi, begitu berbeda dari tanah airnya. Membuat pengamatan rinci tentang tanah dan habitat di sebagian besar Belahan Bumi Selatan, serta flora dan fauna yang dikandungnya. Selama berada di atas Beagle, Darwin mengamati perbedaan kecil di antara anggota spesies yang sama tergantung di mana mereka tinggal. Pengamatan ini membuat Darwin mempertimbangkan bahwa tidak hanya spesies dapat berubah. Yang dengan sendirinya bertentangan dengan kepatuhan era Victoria terhadap kreasionisme. Tetapi perubahan itu sepenuhnya didorong oleh faktor lingkungan, dan bukan, campur tangan ilahi. Selama 20 tahun ke depan, Darwin akan menerbitkan karya-karya lain sambil mengembangkan teori evolusinya. Semua pengamatannya akhirnya mendarat di karyanya On the Origin of Species, yang pertama kali diterbitkan pada tahun 1859.

Manusia terlahir sebagai pembelajar. Kita semua, secara inheren berusaha untuk mempelajari apa yang menarik minat kita. Menggunakan sumber daya dan materi apa yang dapat kita temukan. Pembelajaran kita didorong oleh rasa ingin tahu. Kita secara alami terbiasa menerima informasi yang memenuhi keingintahuan kita dan memenuhi kebutuhan praktis kita. Jika keingintahuan dan kebutuhan adalah bahan mentah sains, observasilah yang membentuk dan membentuk sains. Pengamatan adalah sesuatu yang kita, sebagai makhluk hidup. Lakukan secara naluriah saat kita melihat, mendengar, merasakan, merasakan, dan mencium dunia di sekitar kita.

Manusia terlahir sebagai pembelajar. Kita semua secara inheren berusaha untuk mempelajari apa yang menarik minat kita. Menggunakan sumber daya dan materi apa yang dapat kita temukan.

Observasi Alam

Ahli ekologi Paul Dayton (2011) pernah berkata, “tidak ada pengganti untuk benar-benar mengalami alam, untuk melihat, mencium. Dan mendengarkan pola terpadu yang ditawarkan alam dengan pikiran terbuka”. Pembelajaran sekolah tradisional seringkali harus dijalankan di luar proses pembelajaran alami ini. Siswa sains tipikal, misalnya, membaca teks untuk mempelajari penemuan terkenal dan yang membuatnya. Pengalaman ini menghilangkan proses penemuan dari pembelajaran. Dengan cara ini, sains ditempatkan di sesuatu seperti kotak hitam pepatah, dan siswa tidak dapat melihat cara kerjanya.

Yang benar adalah bahwa ilmuwan sama seperti kita semua. Sains adalah proses yang dipraktikkan oleh manusia yang ingin tahu. Ketika kami mempraktikkan sains di lapangan. Kami mengizinkan peserta didik untuk membangun landasan konseptual dan teknis pembelajaran untuk disiplin ilmu alam. Siswa dalam lingkungan yang imersif, mengalami masalah seperti hilangnya keanekaragaman hayati. Penurunan ekosistem akibat perubahan iklim, dan penyebaran spesies invasif di lingkungan tempat mereka terjadi. Pengalaman menghubungkan pemahaman ilmiah dengan observasi di dunia nyata mengubah konsep abstrak menjadi kenyataan. Pengalaman ini tidak terbatas pada lingkungan alam, tetapi meluas pada realitas budaya dan sosial di mana studi lapangan dilakukan.

Pengamatan

Darwin mengembangkan salah satu karya sains terpenting dalam sejarah. Pekerjaan itu dimungkinkan karena dia diizinkan untuk membenamkan dirinya di dunia alami. Di mana dia dapat mempraktikkan keterampilan pengamatannya, dan terlibat dalam hasrat dan keingintahuannya terhadap dunia alam.

Jika Charles Darwin diizinkan masuk ke ruang kelas sains hari ini, dia pasti akan senang mendengar apa yang dipelajari kelas. Pertanyaan apa yang mereka ajukan, dan bagaimana mereka menyelidiki pertanyaan tersebut. Namun, dia mungkin juga terkejut saat mengetahui bahwa siswa tidak boleh meninggalkan kelas untuk pelajaran tersebut. Darwin mengembangkan salah satu karya sains terpenting dalam sejarah. Pekerjaan itu dimungkinkan karena dia diizinkan untuk membenamkan dirinya di dunia alami. Di mana dia dapat mempraktikkan keterampilan pengamatannya, dan terlibat dalam hasrat dan keingintahuannya terhadap dunia alam. Siswa yang belajar sains dengan Verto Education akan tenggelam dalam alam, sehingga. Seperti Darwin, mereka akan mendapatkan kesempatan untuk digarap oleh dunia alam.

Mereka akan melihat, mendengar, menyentuh, dan mencium lingkungan alam saat mereka membuat dan mendokumentasikan pengamatan ilmiah. Mereka akan memiliki izin untuk mengajukan pertanyaan dan mencari jalur penyelidikan mereka sendiri untuk mengeksplorasi pertanyaan-pertanyaan itu. Singkatnya, siswa Verto akan dibiarkan ingin tahu tentang alam, dan mungkin, suatu hari nanti. Calon siswa di seluruh dunia akan berusaha mempelajari pengalaman lapangan yang mengarah pada penelitian mereka yang jauh lebih penting.…