Πρόβλεψη δορυφόρων Πρόγνωση καιρού του χώρου από το διάστημα

Δεν υπάρχει λάθος δορυφορική εικόνα σύννεφων ή τυφώνων. Αλλά εκτός από την αναγνώριση δορυφορικών εικόνων καιρού, πόσο γνωρίζετε για τους δορυφόρους καιρού;

Σε αυτή τη διαδοχική προβολή, θα διερευνήσουμε τα βασικά στοιχεία, από τον τρόπο με τον οποίο οι δορυφόροι καιρού λειτουργούν για τον τρόπο με τον οποίο οι εικόνες που παράγονται από αυτές χρησιμοποιούνται για την πρόβλεψη ορισμένων καιρικών φαινομένων.

Όπως οι συνηθισμένοι διαστημικοί δορυφόροι, οι δορυφόροι καιρού είναι τεχνητά αντικείμενα που εκτοξεύονται στο διάστημα και αφεθούν σε κύκλο ή σε τροχιά, στη Γη. Εκτός από τη μετάδοση δεδομένων πίσω στη Γη που εξουσιάζει την τηλεόρασή σας, το ραδιόφωνο XM ή το GPS το σύστημα πλοήγησης στο έδαφος, μεταφέρουν δεδομένα καιρού και κλίματος που "βλέπουν" πίσω σε εμάς εικόνες.

Ακριβώς όπως η θέα στον τελευταίο όροφο ή το βουνό προσφέρουν μια ευρύτερη θέα στο περιβάλλον σας, η θέση ενός δορυφόρου μερικών εκατοντάδων χιλιάδων μιλίων πάνω από την επιφάνεια της Γης επιτρέπει τον καιρό σε ένα γειτονικό τμήμα των ΗΠΑ ή που δεν έχει εισέλθει ακόμη στα δυτικά ή στα σύνορα της Ανατολικής Ακτής, παρατηρηθεί. Αυτή η εκτεταμένη προβολή βοηθά επίσης

Δεδομένου ότι τα σύννεφα είναι μετεωρολογικά φαινόμενα που "ζουν" στην ατμόσφαιρα, οι δορυφόροι καιρού γνωστό για την παρακολούθηση των σύννεφων και των συστημάτων σύννεφων (όπως οι τυφώνες), αλλά τα σύννεφα δεν είναι το μόνο πράγμα βλέπουν. Οι δορυφόροι καιρού χρησιμοποιούνται επίσης για την παρακολούθηση περιβαλλοντικών συμβάντων που αλληλεπιδρούν με την ατμόσφαιρα και έχουν ευρεία κάλυψη, όπως πυρκαγιές, καταιγίδες σκόνης, κάλυψη χιονιού, πάγο της θάλασσας και θερμοκρασίες των ωκεανών.

Τώρα που γνωρίζουμε ποιοί είναι οι δορυφόροι καιρού, ας ρίξουμε μια ματιά στα δύο είδη δορυφόρων καιρού και τα καιρικά φαινόμενα είναι καλύτερα να ανιχνεύσουμε.

Οι Ηνωμένες Πολιτείες λειτουργούν σήμερα δύο δορυφόρους πολικής τροχιάς. Ονομάζεται POES (σύντομη για Πolar Οκατάστασης μιnvironmental μικρόatellite), το ένα λειτουργεί το πρωί και το ένα το βράδυ. Και οι δύο είναι συλλογικά γνωστές ως TIROS-N.

Ο TIROS 1, ο πρώτος δορυφορικός δορυφόρος που υπήρχε, ήταν πολικός-τροχιάς, που σημαίνει ότι πέρασε πάνω από τους βόρειους και νότιους πόλους κάθε φορά που περιστρέφεται γύρω από τη Γη.

Οι δορυφόροι με πολική τροχιά περιστρέφονται γύρω από τη Γη σε σχετικά μικρή απόσταση από αυτήν (περίπου 500 μίλια πάνω από την επιφάνεια της Γης). Όπως μπορείτε να σκεφτείτε, αυτό τους καθιστά καλούς για τη λήψη εικόνων υψηλής ανάλυσης, αλλά ένα μειονέκτημα ότι είναι τόσο κοντά είναι ότι μπορούν μόνο να "δουν" ένα στενό στρώμα περιοχής ταυτόχρονα. Ωστόσο, επειδή η Γη περιστρέφεται δυτικά προς ανατολάς κάτω από το μονοπάτι ενός δορυφόρου, ο δορυφόρος ουσιαστικά μετατοπίζεται δυτικά με κάθε επανάσταση της Γης.

Οι πολωμένοι δορυφόροι δεν περνούν ποτέ πάνω από την ίδια θέση περισσότερο από μία φορά την ημέρα. Αυτό είναι καλό για την παροχή μιας πλήρους εικόνας για το τι συμβαίνει σε καιρό σε ολόκληρο τον πλανήτη και για το Αυτός ο λόγος, οι πολωμένοι δορυφόροι είναι καλύτεροι για τις συνθήκες πρόβλεψης και παρακολούθησης του καιρού σε μεγάλη απόσταση αρέσει Ελ Νινιο και την τρύπα του όζοντος. Ωστόσο, αυτό δεν είναι τόσο καλό για την παρακολούθηση της ανάπτυξης μεμονωμένων καταιγίδων. Για αυτό εξαρτάται από τους γεωστατικούς δορυφόρους.

Οι Ηνωμένες Πολιτείες διαθέτουν σήμερα δύο γεωστατικούς δορυφόρους. Ονομάστηκε GOES για "σολεθιστικό Ομεταβατική μιnvironmental μικρόatellites ", η μία παρακολουθεί την Ανατολική Ακτή (GOES-East) και την άλλη, πάνω από τη Δυτική Ακτή (GOES-West).

Έξι χρόνια μετά την εκτόξευση του πρώτου δορυφόρου που περιστρέφεται γύρω από τους πολικούς, οι γεωστατικοί δορυφόροι τέθηκαν σε τροχιά. Αυτοί οι δορυφόροι "κάθονται" κατά μήκος του ισημερινού και κινούνται με την ίδια ταχύτητα με την περιστροφή της Γης. Αυτό τους δίνει την εμφάνιση να παραμένουν στο ίδιο σημείο πάνω από τη Γη. Επίσης, τους επιτρέπει να βλέπουν συνεχώς την ίδια περιοχή (το Βόρειο και το Δυτικό Ημισφαίριο) σε όλη την έκταση διάρκεια μιας ημέρας, η οποία είναι ιδανική για την παρακολούθηση καιρού σε πραγματικό χρόνο για χρήση σε βραχυπρόθεσμες προβλέψεις καιρού, όπως προειδοποιήσεις σχετικά με τις καιρικές συνθήκες.

Ποιος είναι ένας πράγμα που οι γεωστατικοί δορυφόροι δεν το κάνουν τόσο καλά; Βγάζετε αιχμηρές εικόνες ή "βλέπετε" τους πόλους, καθώς είναι ένας αδερφός που μοιάζει με πολική τροχιά. Προκειμένου οι γεωστατικοί δορυφόροι να συμβαδίζουν με τη Γη, πρέπει να περνούν σε μεγαλύτερη απόσταση από αυτήν (ένα υψόμετρο 22.736 μίλια (35.786 χλμ.) Για να είμαστε ακριβείς). Και σε αυτή την αυξημένη απόσταση, χάνονται τόσο η λεπτομέρεια της εικόνας όσο και οι προβολές των πόλων (λόγω της καμπυλότητας της Γης).

Οι λεπτές αισθητήρες μέσα στο δορυφόρο, που ονομάζονται ραδιομετρικά, μετρούν την ακτινοβολία (δηλαδή την ενέργεια) που εκπέμπεται από την επιφάνεια της Γης, τα περισσότερα από τα οποία είναι αόρατα με γυμνό μάτι. Οι τύποι μετρήσεων ενεργειακών μετεωρολογικών δορυφόρων εμπίπτουν σε τρεις κατηγορίες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος του φωτός: ορατές, υπέρυθρες και υπέρυθρες σε terahertz.

Η ένταση της ακτινοβολίας που εκπέμπεται και στις τρεις αυτές ζώνες, ή "κανάλια", μετράται ταυτόχρονα και στη συνέχεια αποθηκεύεται. Ένας υπολογιστής εκχωρεί μια αριθμητική τιμή σε κάθε μέτρηση μέσα σε κάθε κανάλι και στη συνέχεια τα μετατρέπει σε εικονοστοιχείο με γκρι κλίμακα. Μόλις εμφανιστούν όλα τα εικονοστοιχεία, το τελικό αποτέλεσμα είναι ένα σύνολο τριών εικόνων, το καθένα δε δείχνει πού αυτά τα τρία διαφορετικά είδη ενέργειας "ζουν".

Οι επόμενες τρεις διαφάνειες δείχνουν την ίδια άποψη των ΗΠΑ, αλλά λαμβάνονται από το ορατό, το υπέρυθρο και τον υδρατμό. Μπορείτε να παρατηρήσετε τις διαφορές μεταξύ τους;

Οι εικόνες από το κανάλι ορατού φωτός μοιάζουν με ασπρόμαυρες φωτογραφίες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι παρόμοια με μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή ή κάμερα 35mm, δορυφόροι ευαίσθητοι στα ορατά μήκη κύματος καταγράφουν δέσμες ηλιακού φωτός που αντανακλούνται από ένα αντικείμενο. Όσο περισσότερο ηλιακό φως ένα αντικείμενο (όπως η γη και ο ωκεανός) απορροφά, τόσο λιγότερο φως αντανακλά πίσω στο διάστημα, και οι πιο σκούρες αυτές οι περιοχές εμφανίζονται στο ορατό μήκος κύματος. Αντίθετα, αντικείμενα με υψηλή ανακλαστικότητα, ή αλμπέο (όπως οι κορυφές των σύννεφων) εμφανίζονται πιο φωτεινά λευκά επειδή αναπολώνουν μεγάλες ποσότητες φωτός από τις επιφάνειές τους.

Δεδομένου ότι απαιτείται η λήψη ηλιακού φωτός για ορατές δορυφορικές εικόνες, δεν είναι διαθέσιμες κατά τη διάρκεια του βράδυ και τις νυκτί.

Τα κανάλια υπερύθρων αντιλαμβάνονται την θερμική ενέργεια που εκπέμπεται από τις επιφάνειες Όπως και στις ορατές εικόνες, τα θερμότερα αντικείμενα (όπως γη και σύννεφα χαμηλού επιπέδου) που απορροφούν τη θερμότητα εμφανίζονται πιο σκοτεινά, ενώ πιο κρύα αντικείμενα (ψηλά σύννεφα) εμφανίζονται πιο φωτεινά.

Υδρατμοί ανιχνεύεται για την ενέργεια που εκπέμπεται στην περιοχή υπερύθρου προς terahertz του φάσματος. Όπως το ορατό και το IR, οι εικόνες του απεικονίζουν σύννεφα, αλλά ένα επιπλέον πλεονέκτημα είναι ότι δείχνουν επίσης νερό στην αέρια του κατάσταση. Οι υγρές γλώσσες του αέρα εμφανίζονται ως ομίχλη γκρι ή λευκό, ενώ ο ξηρός αέρας αντιπροσωπεύεται από σκοτεινές περιοχές.

Οι εικόνες υδρατμών μερικές φορές βελτιώνονται με χρώμα για καλύτερη προβολή. Για βελτιωμένες εικόνες, τα μπλε και τα πράσινα σημαίνουν υψηλή υγρασία και καφέ, χαμηλή υγρασία.