Ilmakehän kaasujen määrää on hyvin vaikeaa mitata suoraan. Tämän takia on GOMOS-instrumenttiin kehitetty uudenlainen mittausmenetelmä, joka perustuu tähden valon vaimenemiseen ilmakehässä. Ilmakehän kaasut muuttavat ja vaimentavat tähden spektriä ja GOMOS:in mittaamasta tähden valosta pyritään selvittämään mitkä kaasut siihen ovat jättäneet "sormenjälkensä".
Mikä ihmeen tähtiokkultaatio?
Okkultaatiolla eli tähdenpeitolla tarkoitetaan tähden peittymistä Kuun tai aurinkokunnan muun kappaleen, esim. planeetan taakse. (Tähtitieteen perusteet)
|
GOMOS:in mittausperiaatetta kutsutaan tähtiokkultaatioksi sen takia, että kun GOMOS-instrumentti liikkuu Envisat-satelliitin mukana maapallon ympäri, tietty tähti ensin näkyy satelliitista katsottuna, mutta jää Envisatin liikkuessa maapallon taakse piiloon, eli peittyy. GOMOS mittaa tähden spektrin toistuvasti kunnes tähti jää horisontin taakse. |
|
Miten GOMOS mittaa?
GOMOS:in yhden tähden mittauksen vaiheet ovat seuraavat:
* Ensin GOMOS mittaa valitsemansa tähden spektrin F0 ilmakehän yläpuolella. Tätä spektriä käytetään referenssiarvona, koska sitä eivät ole ilmakehän kaasut muuttaneet.
* GOMOS mittaa saman tähden spektrin F(z) toistuvasti ilmakehän läpi korkeuksilla z=100...15 km samalla kun tähti laskee GOMOS:ista katsoen Maapallon taakse. Ilmakehän kaasut jättävät "sormenjälkensä" spektriin valon kulkiessa ilmakehän läpi.
* Vertaamalla ilmakehän läpi eri korkeuksilla mitattua spektriä ilmakehän yläpuolella mitattuun spektriin, saadaan laskettua transmissiofunktio T, joka ilmaisee kuinka paljon ilmakehän kaasut ovat vaimentaneet valoa.
* Otsonin ja muiden kaasujen tiheydet saadaan laskettua transmissio-datasta.
Englanninkielinen lyhyt animaatio GOMOS:in mittausperiaatteesta ESA:n sivuilla (vaatii Flash:in koneellesi).
Toisenlainen animaatio löytyy Ilmatieteen laitoksen sivuilta (muotoa .mov).
Milloin GOMOS mittaa?
Yksi mittaus kestää 0,5 sekuntia ja yhden tähden valo mitataan peräkkäin 50-100 kertaa, joten tähdestä riippuen yhden tähden mittaamiseen eri korkeuksilla kuluu aikaa puolesta minuutista yli minuuttiin. Otos yhden vuoden okkultaatioiden kestoajoista on nähtävissä histogrammissa.
Kun edellinen tähti on jäänyt maapallon taakse piiloon, on aika aloittaa uudet mittaukset. Yhdellä kierroksella maapallon ympäri GOMOS seuraa n. 30 tähteä. Päivittäin GOMOS mittaa n. 300-500 tähtiokkultaatiota. Kartassa näkyy viivoina erään vuorokauden aikana mitatut tähtiokkultaatiot. Kartasta on helposti havaittavissa GOMOS:in mittausten kattavuus ympäri maapallon. GOMOS mittaa myös paikoista, joissa mittaaminen maan pinnalta olisi hankalaa tai mahdotonta (esimerkiksi merien ja jäätiköiden yltä).
GOMOS:in valitsemat tähdet on etukäteen suunniteltu. Ensimmäinen tähti, jonka spektrin GOMOS mittasi maaliskuun loppupuolella, oli Rigil Kentaurus eteläiseltä tähtitaivaalta. Muita ensimmäisiä olivat pohjoisen tähtitaivaan Vega, Arcturus ja Spica.
GOMOS jatkaa mittauksia vielä ainakin 5 vuotta, joka on Envisatin suunniteltu toiminta-aika. Näin saamme jatkuvasti uutta mittausdataa ja tietoa ilmakehän tilasta.
Miten tähden spektristä saadaan tietää otsonin määrä?
Tähden spektri muuttuu ja himmenee kulkiessaan ilmakehän läpi. Tutkijoiden tiedossa on, millainen kyky kullakin kaasulla on absorboida eli imeä tai sirottaa tietyn aallonpituista valoa. Näiden tietojen avulla saadaan selvitettyä mitä kaasua ja kuinka paljon ilmakehä milläkin korkeudella sisältää. Tästä lisää osiossa Mittausdatan prosessointi.
Miksi tämä mittausmenetelmä on erityisen hyvä?
Vastaus löytyy "miksi"-sanaa klikkaamalla.
