Satelliidiandmed viisid esmakursuslased teadusesse

„Talendid Tartusse!“ avaüritus Tartu Ülikooli muuseumi valges saalis
Autor: Aive Urberg

Tartu Ülikooli teaduskooli programmis „Talendid Tartusse!“ uurisid esmakursuslased Artur Asi ja Oliver Albert Hallik Euroopa esimese geostatsionaarse välgudetektori Lightning Imager (LI) andmeid ning esitlesid oma tulemusi Tartu Ülikooli keskkonnafüüsika seminaril.

Teaduskooli programmis „Talendid Tartusse!“ pakutakse Tartu Ülikooli õppima asuvatele võimekatele noortele tavapärasest mitmekesisemaid õpivõimalusi. Mõlemad üliõpilased osalesid Tartu Ülikooli füüsika instituudi ja kliimauuringute keskuse projektis „Välgu registreerimine Euroopas ja Aafrikas geostatsionaarselt orbiidilt“. Projekti juhendasid kliimateaduste professor ja kliimauuringute keskuse juht Piia Post ning Euroopa Meteoroloogiliste Satelliitide Kasutamise Organisatsiooni (EUMETSAT) kaugseire teadur Sven-Erik Enno.

Tartu Ülikooli füüsika bakalaureuseõppe esimese aasta üliõpilane Artur Asi jõudis programmi „Talendid Tartusse!“ teadussuuna juurde ilmahuvi kaudu. Kui ta nägi projektide seas võimalust uurida välguandmeid, tundus valik loomulik. „Olen ilmahuviline ja käinud ka ise torme vaatlemas. See projekt kõnetas mind, sest tahtsin välkude ja äikese kohta rohkem teada saada,“ ütles Asi.

Tartu Ülikooli informaatika bakalaureuseõppe esimese aasta üliõpilast Oliver Albert Hallikut köitis projektis satelliidiandmete ja programmeerimise seos. Gümnaasiumis tegi ta uurimistöö satelliitidega seotud teemal ja projekt „Talendid Tartusse!“ andis talle võimaluse töötada geostatsionaarse satelliidi andmetega juba ülikooliõpingute alguses.

Euroopa esimene geostatsionaarne välgudetektor pakub uusi võimalusi

Projektis kasutatud andmed on pärit EUMETSAT-i kolmanda põlvkonna geostatsionaarselt meteoroloogiasatelliidilt MTG-I1, mis lennutati orbiidile 2022. aastal. Satelliidi üks märkimisväärsemaid uuendusi on Euroopa esimene geostatsionaarne välgudetektor LI, mis võimaldab ööpäev ringi registreerida välgu põhjustatud valgussähvatusi pilvetippudel.

Nende andmete põhjal saab mõne kilomeetri täpsusega välja arvutada välgulöökide aja ja asukoha ning edastada info kiiresti lõppkasutajatele. Umbes 36 000 kilomeetri kõrgusel asuv geostatsionaarne orbiit võimaldab jälgida väga suurt ala Euroopast ja Aafrikast ning luua uusi võimalusi välgu uurimiseks ka neis kohtades, kus maapealseid mõõtevõrke on vähe või kuhu on ligipääs keeruline.

Projekti raames said üliõpilased töötada suurte andmekogudega, programmeerida, analüüsida LI-ga tehtud mõõtmisi ja visualiseerida tulemusi.

Arturi töö näitas satelliidi lisandväärtust ka põhjas

Artur Asi keskendus oma töös sellele, kas ja kui palju lisandväärtust annab LI võrreldes maapealsete välgudetektorite süsteemidega. Ta uuris uue instrumendi välguandmeid põhjapoolsetel laiuskraadidel, eeskätt Eestis ja Soomes, ning võrdles neid maapealsete mõõtmistega.

Juhendaja Sven-Erik Enno sõnul näitasid tulemused, et LI lisandväärtus ei ilmne ainult Aafrikas, vaid ka Euroopas ja Skandinaavias. Enno sõnul saavutati sellistel laiuskraadidel esimest korda maailmas geostatsionaarsel orbiidil töötava välgudetektoriga nii täpsed mõõtmistulemused.

Artur Asi sõnul muutis projekt tema arusaama teadusest praktilisemaks ja põnevamaks. „Teadus on palju põnevam, kui see esmapilgul paistab. See ei ole ainult numbrid ja andmeanalüüs. Näiteks sain tänu projektile teada, kuidas äike Eestis välja näeb, kus seda esineb ja kui suuri torme meil on,“ ütles ta.

Image
Tartu Ülikooli teaduskooli programm „Talendid Tartusse!“ osaleja Artur Asi
Autor: Aive Urberg

Oliver Albert uuris tormirakkude jälgimist

Oliver Albert Hallik käsitles LI kasutamist tormirakkude uurimisel. Ta koostas programmeerimisprogrammis Python jooniseid, mis võimaldasid analüüsida LI andmeid tormirakkudena ja võrrelda tulemusi piirkondade kaupa.

Tema töö eesmärk oli võrrelda LI-ga tehtud mõõtmisi välgutuvastusvõrgustike koostööprojekti Euclidi ja üleilmse äikeseandmestiku (Global Lightning Dataset) andmetega, sealhulgas registreeritud välkude osakaalu ja ajalise erinevuse alusel.

Oliver Albert Halliku meelest oli üks parimaid kogemusi päris teadusandmetega töötamine. Tema sõnul erineb teaduslik programmeerimine tavalisest programmeerimisülesandest selle poolest, et viga ei pruugi kohe silma paista. „Kui teadusega seotud programm töötleb andmeid, tuleb eriti hoolikalt kontrollida, et andmed oleksid õiged. Tulemus võib esialgu näida realistlik ka siis, kui midagi on valesti läinud,“ ütles Hallik.

Image
Tartu Ülikooli teaduskooli programm „Talendid Tartusse!“ osaleja Oliver Albert Hallik
Autor: Aive Urberg

Üliõpilased esitlesid oma tulemusi

Artur Asi ja Oliver Albert Hallik esitlesid oma tööde tulemusi 6. mail 2026 Tartu Ülikooli keskkonnafüüsika seminaril Physicumis. Artur Asi ettekanne kandis pealkirja „Kas geostatsionaarne satelliit näeb välke ka kauges põhjas?“. Oliver Albert Halliku ettekande pealkiri oli „Tormirakkude tuvastamine ja jälgimine Lightning Imageri satelliitandmetest“.

11.–12. maini külastas Artur Asi koos juhendaja Sven-Erik Ennoga EUMETSAT-i peakorterit Saksamaal Darmstadtis. Külastuse käigus tutvuti EUMETSAT-i igapäevatöö, kosmosemissioonide, hoonestu ja juhtimiskeskusega. Erilist tähelepanu pöörati LI igapäevasele seirele ja andmetöötlusele. Külastuse käigus esitles Artur oma uuringu tulemusi ka LI teadusmeeskonnale.

Sven-Erik Enno sõnul pakkusid Arturi tulemused teadusmeeskonnale huvi, sest põhitöö kõrvalt ei olnud neil olnud aega samu küsimusi sellise nurga alt uurida. „Sealt tuli huvitavaid tulemusi ja kõik jäid väga rahule,“ ütles Enno.

Arturile tähendas EUMETSAT-i külastus võimalust näha, kuidas satelliidiandmete kogumine, töötlemine ja teaduslik kasutamine rahvusvahelise kosmosemissiooni igapäevatöös toimib. Samuti andis see kogemuse, kuidas esitleda oma tulemusi valdkonna teadusmeeskonnale.

Lisaks uutele teadmistele ja kogemustele pakkus programmis osalemine talle võimaluse kohtuda oma valdkonna tippudega ja nendega vahetult suhelda. „Pean seda isegi kõige olulisemaks, kuna sain näha, kuidas tehakse tipptasemel teadust ja milline näeb välja teadlase tavaline tööpäev. Samuti sain parema ettekujutuse sellest, kuidas satelliidi toorandmeid enne lõppkasutajani jõudmist töödeldakse,“ ütles Asi.

Tema sõnul oli projekti kõige tähtsam tulemus teadmine, et LI välgudetektor töötab ka põhjapoolsetel laiuskraadidel. „Seda saab seega edukalt kasutada ka välkude registreerimiseks Eestis,“ ütles Asi.

Programmi „Talendid Tartusse!“ eesmärk on pakkuda lisaõpivõimalusi värsketele üliõpilastele, kes on oma senisel haridusteel saavutanud suurepäraseid õpitulemusi. Programmi saab kandideerida 31. juulini 2026. Lisateabe ja kandideerimisvormi leiab Tartu Ülikooli teaduskooli veebilehelt: teaduskool.ut.ee/talendid-tartusse.