Meteorološki sateliti

Prvi meteorološki satelit TIROS-1 (SAD) lansiran je 01.04.1960.godine, od tog dana atmosfera i procesi u njoj neprekidno su pod nadzorom meteoroloških satelita.
Lansirane su serije polarno orbitalnih i geostacionarnih satelita koji neprekidno dostavljaju podatke o stanju atmosfere. Spomenimo samo neke koji su bili ili su još u operativnoj primjeni: NIMBUS, METEOR, METEOSAT. SENTINEL.
Sateliti su opremljeni uređajima za snimanje u vidljivom i infracrvenom dijelu spektra elektro magnetskog zračenja i Synthetic-aperture radarima (SAR) za mjerenje visine valova i visine razine mora. Zemlju obilaze u geostacionarnoj ili (polarnoj-sun-sihronoj orbiti) orbiti sinhroniziranoj sa Suncem - uvijek su u isto vrijeme nad istom točkom na Zemlji.


Pogled na Jadran iz satelita METEOSAT
Naoblaka 24 sata animacija kliknite ovdije.

Geostacionarni meteorološki sateliti nalaze se u ekvatorijalnoj orbiti na visini od 36.000 km a kutna brzina i smjer gibanja jednak im je kutnoj brzini i smjeru rotacije Zemlje. Satelit stoga ostaje prividno nepokretan prema zemljinoj površini. Vidnim poljem pokriva cijelu prema njemu okrenutu površinu Zemlje. Geostacionarni sateliti rotiraju oko osi koja je paralelna osi rotacije Zemlje brzinom od oko 100 okreta u minuti. Da bi se ostvarilo istovremeno pokrivanje procesa u atmosferi planeta Zemlje i procesa u atmosferi potrebno je 5 geostacionarnih satelita, koji su razmješteni u ekvatorijalnoj ravnini iznad Zemlje. Europska meteorološka svemirska agencija EUMETSAT u orbit ima operativna dva geostacionarna satelita koji se nalaze na 0°.stupnjeva - Greenwich i na 41,5° stupnjeva istočno, pokrivaju Europu, Afriku Atlantik i Indijski ocean. INSAT 3 geostacionarni satelit ISRO (Indian Space Research Organization) nalazi se u orbiti na udaljenost od 35,786 km od Zemlje na 82° E. .
Osnovni zadatak geostacionarnih meteoroloških satelita je snimanje površine Zemlje i atmosfere u vidljivom i infracrvenom dijelu spektra. Osim za daljinska istraživanja atmosfere i Zemlje geostacionarni meteorološki sateliti služe i kao repetitori i releji za prikupljanje podataka s automatskih meteoroloških stanica, plutača, oceanografskih i meteoroloških brodova, zrakoplova, slobodno lebdećih balona.

Kao telekomunikacijski sateliti meteorološki geostacionarni sateliti rade u tri režima:

1. neprekidno prikupljanje podataka sa stanica na zemlji
2. prijem podataka aktiviranjem stanice na zahtijev
3. razmjena podataka između geostacionarnih satelita

  • Geostacionarni sateliti, nalaze se u ekvatorijalnoj orbiti na visini od 36.000 km i kutna brzina i smjer gibanja jednak im je kutnoj brzini i smjeru rotacije Zemlje.

  • Geostacionarni satelit princip skeniranja izvor EUMETSAT

    Geostacionatni satelit (wikipedija)
    EUMETSAT je 13/12/2022 lansirao prvi iz nove serije geostacionarnih satelita MTG. U narednom razdoblju od 10 godina planirano je lansiranje i stavljanje u orbitu ukupno 6 satelita te serije. MTG je opremljen novim instrumentom za snimanje atmosfere nazvanim Flexible Combined Imager (FCI).


    EUMETSAT MTG u geostacionarnoj orbiti
    Instrument MTG satelita za skaniranje FCI, dizajniran je tako da nastavlja način skeniranja prijašnje generacije satelita, instrumentom Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager (SEVIRI) kojim su opremljeni sateliti EUMETSAT druge generacije (MSG), kako bi se osigurala usporedivost mjerenja. Uz standardno skaniranje cijelog Zemljinog diska (FDSS) u vremenskom intervalu od 10 minuta, dodana je i mogućnost brzog skeniranja gornje četvrtine Zemljinog diska u intervalu od 2.5 minuta (RSS). Instrument FCI mjeri u 16 kanala u vidljivom i infracrvenom području spektra od kojih je osam u valnim duljinama od 0.4µm do 2.2µm, rezolucija 1 km u nadiru, a osam kanala je u termalnom spektru od 3.8µm do 13.3µm, rezolucija u nadiru 2 km.

    EUMETSAT MTG skaniranje cijeli disk

    EUMETSAT MTG skaniranje način - brzi skan

    Dodatno instrument FCI u modu brzog skaniranja mjeri u dva kanala spektra 0.6µm i 2.2µm s rezolucijom 0.5km. i u dva kanala termalnog spektra 3.8µm i 10.5µm s rezolucijom 1km u nadiru.

    Polarno orbitalni meteorološki sateliti obilaze Zemlju u putanji preko Zemljinih polova. Koriste se dvije vrste putanja gotovo kružna putanja s vremenom obilaska 100 minuta i jako eliptična putanja s vremenom obilaska 770 minuta. Sateliti u jako eliptičnoj putanji koriste se za snimanje polarnih krajeva. Putanja je tako odabrana da satelit veći dio vremena može sakupljati podatke u polarnim krajevima Zemlje.

    Polarno orbitalni sateliti u kružnoj putanji obilaze Zemlju na visini od oko 850 km, kut inklinacije orbite je 98 stupnjeva a period obilaska Zemlje 100 minuta. Putanja satelita sinkroniziran je sa suncem. Sinkronizacijom putanje sa suncem osmatranje meteoroloških pojava omogućeno je uvijek u isto vrijeme, tako su podaci usporedivi u vremenu. U jednom danu satelit obiđe Zemlju 14 puta.

    Polarno orbitalni sateliti u jako eliptičnoj putanji u perigeju su na visini od oko 1.700 km, a u apogeju oko 39.300 km. Kut inklinacije orbite je 63 stupnjeva a period obilaska zemlje je 770 minuta. U jednom danu satelit obiđe Zemlju 2 puta. Izbor takve eliptične putanje omogućuje dulje vrijeme snimanje atmosfere i vremenskih procesa nad polarnim krajevima.

    Instrumenti polarno orbitalnih satelita imaju moć razlučivanja veću od geostacionarnih satelita, ali im je vidno polje manje. Za obradu podataka potrebno je integrirati podatke više uzastopnih orbita ili koristiti podataka nekoliko satelita koji slijede jedan drugoga istom putanjom.
    Instrumentalna opremljenost je različita i ovisi o modelu i namjeni satelita. Mjerenja se koriste u istraživanju oblaka, magle, ledenog pokrivača i snijega, istraživanje površinskih voda, visine i smjera valova, visine razine morske površine, temperature podloge, temperatura atmosfere itd.
    Osnovni instrument je skenirajući telefoto metar, skenirajuća TV kamera, skenirajući radiometar infracrvenog valnog područja i mikrovalni radiometri i SAR radari.

  • Polarno orbitalni sateliti obilaze Zemlju na visini od oko 850 km, kut inklinacije orbite je 98 stupnjeva a period obilaska Zemlje 100 minuta.

  • Polarno orbitalni satelit princip skeniranja izvor EUMETSAT


  • Polarno orbitalni sateliti za mjerenje nad polarnim krajevima perigej 1.700 km apogej 39.300 km, kut inklinacije orbite je 63 stupnjeva a period obilaska Zemlje 12 sati.

  • ARKTIKA M satelit

    Polarno orbitalni satelit ARKTIKA-M izvor RussianSpaceWeb.com

    ARKTIKA M satelit

    Polarni pogled na Zemlju orbitalni satelit ARKTIKA-M1 22.03.2021. izvor Roshidromet
    .

    Princip rada

    Meteorološki sateliti na palubi nose instrumente koji koriste principe daljinskih istraživanja za prikupljanje podataka. Instrumenti za daljinska istraživanja iz orbite mjere elektromagnetsko zračenje sustava Zemlja - Atmosfera u području vidljivog i toplinskog spektra zračenja. Sustav Zemlja - Atmosfera prima elektro magnetsko zračenje od Sunca, dio zračenja se reflektira dio apsorbira a dio rasprši. Atmosferski plinovi ne apsorbiraju kompletno zračenje nego postoje tzv atmosferski prozori u kojima zračenje prolazi neapsorbirano. Površina tla i more apsorbiraju zračenje Sunca i reemitiraju ga u obliku toplinskog zračenja. Važno je zapamtiti da vrijedi zakon sačuvanja energije, to jest da je ukupno zračenje koje padne na Zemlju u svim valnim područjima jednako reflektiranom, apsorbiranom i raspršenom zračenju koje sustav Zemlja/Atmosfera emitira u svemir. Instrumenti na satelitima mjere intenzitet zračenja koje sustava Zemlja/Atmosfera emitira. Koriste se senzori koji mjere u valnom području vidljivog i infra crvenog dijela spektra. Plinovi u atmosferi i voda kao osnovni sastojak atmosfere propuštaju neke valne duljine i ta pojava se naziva atmosferski prozori apsorpcije..
    Sateliti podatke mjerenja šalju prijemnim postajama na Zemlji, koje ih prosljeđuju u središta za obradu podataka gdje se podaci podvrgavaju kritičkoj kontroli, analiziraju i obrađuju. Obrađeni podaci se geolociraju te im se pridružuje zemljopisna podloga i dostavljaju se korisnicima.

    Prikaz satelitskih mjerenja

    Satelitska mjerenja su u raznim valnim duljinama spektra. Fizikalna svojstva oblaka i podloge ogledaju se u različitom intenzitetu izlaznog zračenja koje satelitski senzor prima. Obradom slike mjerenja se prikazuju u različitim bojama, ili kao kombinacija mjerenja različitih kanala primjenom tzv RGB tehnike. Za prikaz podataka nastoji se reproducirati prirodan izgled boja oblaci bijelo, zemlja smeđe i zeleno, more plavo, snijeg i led bijelo.Kod crno bijelih slika u infracrvenom dijelu spektra valja imati na umu da bijelo prikazuje hladno a tamno i crno toplo.

    Geotacionarni i polarno orbitalni satelit WMO
    Geostacionarni i polarno orbitalni sateliti 2021. izvor WMO.
    Zračenje Sunca i Zemlje shema
    Shema zračenja sustava Zemlja atmosfera

    Raspoznavanje pojava i oblaka na temelju satelitskih podataka

    Temperatura vrhova oblačnih sustava, njihov oblik i tekstura osnovni su kriteriji za razvrstavanje oblaka u pojedine klase. Uzastopnim mjerenjem i praćenjem pojedinih oblačnih struktura određuje se smjer i brzina njihovog premještanja, veličina površine koju zauzimaju te procjenjuje intenzitet i vrsta oborine koja je povezana s oblacima. Područja pokrivena maglom i niskom slojevitom naoblakom razaznaju se na slikama ako nisu sakrivena slojevima viših oblaka (satelit "gleda" odozgo). Na temelju razvoja i brzine premještanja prognozira se daljnji razvoj vremena. Korištenjem raznih valjnih duljina mjerenja dobivaju se specijalizirane podloge koje omogućavaju razaznavanje dima, pijeska i prašine koju nosi vjetar, područja pokrivena ledom i snijegom. Oblaci i pojave prikazuju se paletom boja primjenom tako zvane pseudo kolor metode prikaza U crno bijelim ili sivo bijelim prikazima važno je imati na umu da su svijetle boje hladne površine, na primjer visoki oblaci, a tamne boje toplo, na primjer površina mora ili kopna.

    NASA satelitska flota u kolovozu 2021.


    Sateliti uključeni u animaciju:


    Aqua
    Aura
    CALIPSO: Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation
    CYGNSS-1: Cyclone Global Navigation Satellite System 1
    CYGNSS-2: Cyclone Global Navigation Satellite System 2
    CYGNSS-3: Cyclone Global Navigation Satellite System 3
    CYGNSS-4: Cyclone Global Navigation Satellite System 4
    CYNGSS-5: Cyclone Global Navigation Satellite System 5
    CYGNSS-6: Cyclone Global Navigation Satellite System 6
    CYGNSS-7: Cyclone Global Navigation Satellite System 7
    CYGNSS-8: Cyclone Global Navigation Satellite System 8
    Cloudsat
    GPM: Global Precipitation Measurement
    GRACE-FO-1: Gravity Recovery and Climate Experiment Follow On-1
    GRACE-FO-2: Gravity Recovery and Climate Experiment Follow On-2
    ICESat-2
    ISS: International Space Station
    Landsat 7
    Landsat 8
    OCO-2: Orbiting Carbon Observatory-2
    SMAP: Soil Moisture Passive Active
    Suomi NPP: Suomi National Polar-orbiting Partnership
    Sentinel-6 Micael Freilich
    Terra

    Izvor NASA ažurirano stanje https://svs.gsfc.nasa.gov/4928

    .


    NASA flota satelita kolovoz 2021.izvor NASA
    Jason Sentinel
    Satelit serije JASON/SENTINEL
    RHI
    Jason/Sentinel
    razina mora

    Promjena visine razine mora
    radar za brodice
    Satelitska slika prve tropske ciklone, uključena prizemna analiza
    polarno orbitalni
    Putanja polarno orbitalnih satelita za osmatranje Arktika
    Polarno orbitalni satelit
    Polarno orbitalni satelit "trag" snimanja


    Polarno orbitalni satelit shema - animacija
    EUMETSAT vidljivi dio spektra (noću nema slike)
    EUMETSAT vidljivi dio spektra - u noćnim terminima nema slike -
    ujutro i navečer vidljiva je granica noć dan


    - EUMETSAT zračne mase

    EUMETSAT zračne mase
    za 24 satnu animaciju kliknite ovdije.

    Eumetsat kanal vodene pare
    EUMETSAT kanal vodene pare

    pjesak i prasina
    EUMETSAT obrađena slika prašina i pijesak

    radar kompozit
    EUMETSAT infracrvni kanal,
    24 satna naimacija klik ovdije


    METEOSAT 31.05.2017. EUMETSAT
    arktika
    GOES East 13.02.2014. vidljivi spektar
    goes16
    GOES west vidljivi spektar
    fengyung
    Fangyung A4 kineski geostacionarni satelit slika vidljivi spektar
    eumetsat7 vidljivi spektar
    EUMETSAT MSG 7 vidljivi spektar 41.5 E
    MSG 41.5
    INSAT tropski ciklon Tauktae 17,05.2021. IC kanal
    MSG 41.5
    Himawari Japanski satelit kanal vidljivog spektra 2017.
    arktika
    EUMETSAT 0 DEG slika 03.04.2023. MTG
    EUMETSAT MTG 0 deg prva slika 04.05.2023.

    Linkovi su na slikama ili u tekstu, za dobro surfanje po meteorološkom priručniku koristite sve raspoložive linkove klik na link ili na sliku

    http://lipovscak.com/meteo/satelit.html