ماهواره SWOT

ماهواره SWOT یا Surface Water and Ocean Topography یکی از پیشرفته‌ترین مأموریت‌های سنجش از دور در جهان است که با همکاری بین‌المللی سازمان‌های NASA (آمریکا)، CNES (فرانسه)، CSA (کانادا) و UKSA (بریتانیا) طراحی و ساخته شده است. این ماهواره در دسامبر 2022 به مدار زمین پرتاب شد تا به طور بی‌سابقه‌ای ارتفاع سطح آب‌های داخلی و اقیانوس‌های جهان را با دقت بسیار بالا اندازه‌گیری کند. SWOT با استفاده از فناوری رادار اینترفرومتری باند Ka (KaRIn)، داده‌هایی ارزشمند برای مطالعه چرخه آب، تغییرات اقلیمی، مدیریت منابع آب و اقیانوس‌شناسی فراهم می‌کند. در مقاله ماهواره SWOT  هدف اشنایی شما با تمامی ویژگی های این ماهواره است.

مشخصات فنی و مدار ماهواره SWOT

ماهواره SWOT در مداری با ارتفاع تقریبی 890 کیلومتر از سطح زمین قرار گرفته است و در مدار قطبی با پوشش جغرافیایی 78 درجه شمالی تا 78 درجه جنوبی فعالیت می‌کند. چرخه مداری این ماهواره 21 روزه است که در هر چرخه به طور متوسط دو بار از هر نقطه عبور می‌کند. این ویژگی به SWOT این امکان را می‌دهد تا داده‌هایی با پوشش جهانی و تکرارپذیری بالا جمع‌آوری کند. دقت اندازه‌گیری‌های SWOT به لطف سامانه راداری پیشرفته آن در سطح سانتی‌متر است که انقلابی در نقشه‌برداری ارتفاع سطح آب به شمار می‌آید.

 

 اهداف و کاربردهای علمی ماهواره SWOT

هدف اصلی SWOT اندازه‌گیری توپوگرافی سطح آب‌های آزاد (اقیانوس‌ها) و آب‌های سطحی قاره‌ای از جمله رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و مخازن است. این داده‌ها برای:

پایش تغییرات سطح آب در مقیاس جهانی،

مدیریت منابع آب و پیش‌بینی سیلاب‌ها،

مطالعه حجم آب دریاچه‌ها و مخازن،

بررسی جریان رودخانه‌ها (دبی)،

و تحلیل روندهای تغییرات اقلیمی

 اندازه‌گیری‌هایی که SWOT فراهم می‌کند شامل ارتفاع سطح آب (Height)، عرض رودخانه یا پهنه آبی (Width)، شیب سطح آب (Slope) و دبی رودخانه (Discharge) است.

 

محصولات داده ماهواره SWOT

ماهواره SWOT محصولات داده‌ای متنوعی ارائه می‌کند که برای دو حوزه اصلی هیدرولوژی و اقیانوس‌شناسی طراحی شده‌اند:

 

محصولات مربوط به هیدرولوژی (سطح 2 – Level 2 Hydrology)

L2_HR_PIXC: ماسک آب به صورت Pixel Cloud (فرمت NetCDF)

L2_HR_PIXCVec: ویژگی‌های برداری Pixel Cloud (NetCDF)

L2_HR_Raster: داده‌های شبکه‌ای (NetCDF)

L2_HR_RiverSP: داده‌های برداری رودخانه به صورت شِیپ‌فایل

L2_HR_LakeSP: داده‌های برداری دریاچه به صورت شِیپ‌فایل

L2_HR_RiverAvg: میانگین چرخه‌ای داده‌های رودخانه (شِیپ‌فایل)

L2_HR_LakeAvg: میانگین چرخه‌ای داده‌های دریاچه (شِیپ‌فایل)

L2_HR_FPDEM: مدل ارتفاعی سیلاب (Floodplain DEM)

 

محصولات مربوط به اقیانوس‌شناسی (سطح 2 – Level 2 Oceanography)

L2_RAD_OGDR / IGDR / GDR: داده‌های رادیومتری (NetCDF)

L2_NALT_OGDR / IGDR / GDR: داده‌های آلتیمتری نادیر (NetCDF)

L2_LR_SSH: ارتفاع سطح آب دریا (KaRIn Sea Surface Height, NetCDF)

 

زمان‌بندی انتشار داده‌های SWOT

داده‌های ماهواره SWOT به تدریج و طی چند مرحله در دسترس قرار گرفته‌اند:

نسخه 1.1 (Beta Pre-Validated): در نوامبر 2023 منتشر شد.

نسخه 2.0 (Pre-Validated): در مارس 2024 ارائه شد.

داده‌های معتبر نهایی (Validated): قرار است از ژوئن 2025 به بعد منتشر شود.

 

 آینده داده‌های SWOT: محصولات مشتق‌ شده

در آینده، SWOT به تولید محصولات پیشرفته‌تری مانند:

برآورد جریان و دبی رودخانه‌ها

برآورد تغییرات حجم آب دریاچه‌ها و مخازن
کمک خواهد کرد. این داده‌ها نقشی کلیدی در مدیریت هوشمند منابع آب، مطالعات محیط‌زیست و سیاست‌گذاری‌های کلان اقلیمی خواهند داشت.

 

مزایای داده‌های SWOT برای پژوهشگران و مدیران

داده‌های SWOT برای طیف وسیعی از کاربران از جمله:

پژوهشگران علوم زمین و آب،

مدیران منابع آب،

متخصصان پایش سیلاب و سوانح طبیعی،

و تصمیم‌گیران حوزه اقلیم و محیط‌زیست

این داده‌ها به دلیل دقت بالا، پوشش گسترده و قابلیت استفاده در نرم‌افزارهای تحلیلی مختلف (مانند QGIS، ArcGIS، Python، MATLAB) بسیار ارزشمند است.

 چگونه به داده‌های SWOT دسترسی پیدا کنیم؟

برای دریافت داده‌های SWOT می‌توانید به منابع زیر مراجعه کنید:

PO.DAAC SWOT

EARTH DATA

این داده‌ها معمولاً در قالب NetCDF و Shapefile منتشر می‌شوند و قابل استفاده در نرم‌افزارهای تخصصی هستند.

 

توان تفکیک ماهواره SWOT

توان تفکیک مکانی (Spatial Resolution)

برای آب‌های داخلی (رودخانه‌ها و دریاچه‌ها):
تقریباً 50 تا 100 متر (حداقل عرض قابل آشکارسازی پهنه آبی: ~50 متر)

برای اقیانوس‌ها:
~15 تا 25 کیلومتر (برای محصولات Sea Surface Height در مقیاس mesoscale)

SWOT قادر است آبراهه‌های باریک را با عرض حداقل 50 متر شناسایی و ارتفاع سطح آب آن‌ها را اندازه‌گیری کند.

 

توان تفکیک زمانی (Temporal Resolution)

چرخه تکرار مدار: 21 روز

میانگین تعداد مشاهده از یک نقطه در هر چرخه: 2 بار

پوشش عرضی: از 78 درجه شمالی تا 78 درجه جنوبی

SWOT در هر 21 روز یکبار کل سطح زمین را پوشش می‌دهد.

 

 توان تفکیک طیفی (Spectral Resolution)

SWOT از باند Ka استفاده می‌کند (Ka-band Synthetic Aperture Radar Interferometer, KaRIn)

باند فرکانسی Ka تقریباً 35.75 گیگاهرتز با پهنای باند 320 مگاهرتز

SWOT از ابزار آلتیمتری نادیر و رادیومتر هم بهره می‌برد اما داده‌های آن تک باند هستند (Ka-band)

 

 توان تفکیک رادیومتری (Radiometric Accuracy)

دقت اندازه‌گیری ارتفاع سطح آب:
برای آب‌های داخلی: در حد سانتی‌متر (تقریباً 10 سانتی‌متر یا بهتر)
برای اقیانوس‌ها: حدود 3 تا 5 سانتی‌متر برای طول موج‌های طولانی

رادار اینترفرومتری SWOT با توان تفکیک رادیومتری بالا، تغییرات جزئی سطح آب را آشکار می‌کند.