Satelliittiaineiston käsittely tekee ihmeitä


Kuva 1. Lähde: https://sealevel.jpl.nasa.gov/data/ Tiedoston kevennys: RJ

Merien pinnankorkeuden satelliittimittaukset ovat pyörineet mielessäni, niinpä tulin osuneeksi NASA:n sivulle (Linkki), josta sain ladattua koostettua mittausaineistoa ja kuvan 1. Siitä näkyy mm. se, että mittauksia on suoritettu useammalla satelliitilla ja aineistoon on tehty kokonaisvirhettä lisääviä korjauksiakin. Siitä huolimatta tuloksen tarkkuus on varsin hyvä, jäljempänä esitettävästä syystä mielestäni aivan ihmeellisen hyvä.

Mitä kuvassa 1 ei näy, on käyrän pisteiden keskihajonta, eli tarkkuus tietyssä koordinaattipisteessä. Koska tämäkin tieto sisältyi aineistoon, tein OpenOfficella raaka-aineistosta kuvaajan, jossa keskihajonta näkyy. Kukin piste käyrällä on yli 300 000 mittauksen poikkeamien keskiarvo, jolle keskiarvolle sitten oli laskettu valmiiksi keskihajonta. Koska käytin raaka-aineistoa, tai ainakin vähemmän käsiteltyä aineistoa, keskihajonnan kuvaamassa tarkkuudessa ei ole mukana kausivaihtelun poiston ja GIA:n tuomia lisävirheitä.

Kuva 2. Satelliittimittausarja, jossa 2*keskihajonta kuvaa mittaustarkkuutta.

Vaikka käytiin hieman laajempaa skaalaa y-asteikolla kuin NASA, en saanut kuvaajaan oikein mahtumaan kokonaan 100 mm:n luokkaa suuntaansa olevia virhepalkkeja. Tummemmalla sinisellä näkyvästä käyrästä havaitaan, ettei kausivaihtelu ole mittausvirheeseen nähden merkittävä.

Kuva 2 hämmentää mieltäni. Miten tuollaisesta aineistosta päästään kuvan 1 tarkkuuteen? Vähäisellä tilastotieteellisellä osaamisellani menisi sanomaan, ettei kuvassa 2 näy tilastollisesti merkittävää trendiä. Onhan koko muutos luokkaa 80 mm, siis selvästi vähemmän kuin yksittäisten pisteiden virhe. Toisaalta korrelaatiokerroin on luonnontieteellistä luokkaa tuolla sinisellä käyrällä (r2=0,95). Pitääkö tässä vedota ihmeen tapahtumiseen?

Pyydetty aineistoviite: GSFC. 2017. Global Mean Sea Level Trend from Integrated Multi-Mission Ocean Altimeters TOPEX/Poseidon, Jason-1, OSTM/Jason-2 Version 4. Ver. 4. PO.DAAC, CA, USA. Dataset accessed [2017-05-26] at 10.5067/GMSLM-TJ124.

 

 

Mainokset

5 responses to “Satelliittiaineiston käsittely tekee ihmeitä

  1. Hmm… käyrillä, ei NASA:n eikä sinun, ole pisteitä vaan jatkuva käyrä. Tarkoittaako tekstisi, että yhdestä aikapisteestä on 300000 mittausta? Minkälaisin aikavälein mittauksia on tehty? Miten NASA on mahtanut laskea nousunopeudelle ± 0,4 mm/vuosi SD:n?

    Tykkää

    • Kuvan alla olevasta linkistä näkyy, että pisteväli on 10 päivää. Samansuuntaisen tuloksen saan laskemalla kahden ensimmäisen pisteen aikaeron.
      Sarakkeet number of observations ja number of weighted observations sisältävät vähän vaihtelevasti lukuja tuota suuruusluokkaa. Vaikkei sitä sanota, käsittäisin, että ne ovat eri karttapisteistä mitattuja arvoja, jotka on sitten keskiarvoistettu.

      Tykkää

  2. Ne 300000 pistettä ovatkin siis eri ajankohdilta ja eri puolilta maapalloa? Havainnotko on jaettu 10 päivän ”paketteihin” ja niille laskettu keskiarvo ja keskihajonta?

    Tykkää

    • Näin käsittäisin. Ehkä satelliitti ehtii kattaa 10 vuorokaudessa edustavan otoksen?
      Tuohon saattaakin kätkeytyä se salaisuus, että tuo keskiarvo sentään noudattaa trendiä melko hyvin vuosien saatossa.

      Artikkelitekstin ensimmäinen (Linkki) avaa hakemiston, jossa aineisto on reilun sadan kilon tekstitiedostona.

      Tykkää

  3. Onko sateliitti identtisellä kiertoradalla aina 10 päivän välein? Mikäli ei ole niin mitä järkeä on laskea ”pakettien” keskiarvoja? Jokainen 300000 mittauksestahan on kaiketi itsenäisiä yhden ajan ja yhden sijainnin mittauksia? Kuinkahan tarkasti se kierorata palautuu ”alkuperäiseksi”?

    Tykkää

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s