Pilvede või orkaanide satelliidipilti ei saa eksida. Kuid kui te ilmateate satelliitpiltide äratundmist ei tunne, siis kui palju teate ilmateate satelliitide kohta?
Selles slaidiseanssis uurime põhitõdesid, alates sellest, kuidas ilmateate satelliidid töötavad, ja kuidas neist toodetud pilte kasutatakse teatud ilmastikunähtuste ennustamiseks.
Nagu tavalised kosmosesatelliidid, on ka ilmateate satelliidid inimese loodud objektid, mis lastakse kosmosesse ja lastakse Maa ringi tiirutada või orbiidile minna. Välja arvatud selle asemel, et edastada andmeid Maale, mis annab teile teleri, XM-raadio või GPS-i kohapeal asuvat navigatsioonisüsteemi, edastavad nad ilma- ja kliimaandmeid, mida nad meile tagasi näevad pildid.
Nii nagu katuselt katusele või mäetipule avanevad vaated teie ümbrusele, on ka satelliidi asukoht mitmesaja kuni tuhande miili kaugusel Maakera kohal lubab ilmastik USA naabruses asuvas osas või sellest, mis pole veel sisenenud isegi lääne- ega idaranniku piirile täheldatud. Ka see laiendatud vaade aitab
meteoroloogid kohapeal ilmastikuolude süsteemid ja mustrid tundidest päevadeni, enne kui neid pinnavaatlusinstrumentidega tuvastada saab, näiteks ilmaradar.Kuna pilved on ilmastikunähtused, mis "elavad" atmosfääris kõige kõrgemal, on ilmateate satelliidid kurikuulus pilvede ja pilvesüsteemide (näiteks orkaanide) jälgimiseks, kuid pilved pole ainus asi nad näevad. Ilmateate satelliite kasutatakse ka atmosfääri ja nende ulatus on ulatuslik, näiteks tulekahjud, tolmutormid, lumikate, merejää ja ookeani temperatuur.
Nüüd, kui me teame, mis on ilmateate satelliidid, vaatame üle kahte olemasolevat ilmateate satelliiti ja igaüht, mida ilmastikunähtused on kõige paremini tuvastavad.
USA-l on praegu kaks polaarorbiidil liikuvat satelliiti. Kutsutakse POES (lühike Lkolar Operating Enkeskkondlik Satelliit), üks töötab hommikul ja teine õhtul. Mõlemad on ühiselt tuntud kui TIROS-N.
TIROS 1, esimene eksisteeriv ilmsatelliit, oli orbiidil, st see läbis põhja- ja lõunapooluse iga kord, kui Maa ümber keerles.
Polaari tiirlevad satelliidid tiirlevad Maaga suhteliselt lähestikku (umbes 500 miili maapinnast). Nagu võite arvata, muudab see nad kõrge eraldusvõimega piltide jäädvustamiseks heaks, kuid nii lähedal olemise puuduseks on see, et nad suudavad korraga näha ainult kitsast pindala. Kuna aga Maa pöörleb polaari orbiidil liikuva satelliidi raja all läänest itta, triivib satelliit sisuliselt iga Maa pöörde korral läände.
Polaarjoone orbiidil liikuvad satelliidid ei möödu kunagi ühest ja samast kohast rohkem kui üks kord päevas. See on hea, kui soovite saada tervikpildi ilmastikuoludest üle maailma ja kogu maailmas sel põhjusel on polaarjoone orbiidil olevad satelliidid pikamaa ilmateadete ennustamiseks ja jälgimiseks kõige paremad nagu El Niño ja osooniauk. Kuid see ei ole nii hea üksikute tormide arengu jälgimiseks. Selle jaoks sõltume geostatsionaarsetest satelliitidest.
USA-l on praegu kaks geostatsionaarset satelliiti. Hüüdnimega GOES jaoks "Geostatsionaarne Operatiivne Enkeskkondlik Satellites, "üks valvab idaranniku (GOES-ida) ja teine lääneranniku (GOES-West) kohal.
Kuus aastat pärast esimese orbiidil liikuva satelliidi käivitamist pandi geostatsionaarsed satelliidid orbiidile. Need satelliidid "istuvad" piki ekvaatorit ja liiguvad Maa pöörlemisel sama kiirusega. See annab neile võimaluse jääda Maa kohal samasse kohta. See võimaldab neil kogu piirkonnas pidevalt vaadata sama piirkonda (põhja- ja läänepoolkera) päeva jooksul, mis on ideaalne reaalajas ilma jälgimiseks, kasutamiseks lühiajalise ilmateate jaoks, nt karmid ilmastikuhoiatused.
Mis puutub geostatsionaarsetel satelliitidel nii hästi? Tehke teravaid pilte või "näete" poste, samuti kui see on polaarjoone orbiidil olev vend. Selleks, et geostatsionaarsed satelliidid saaksid Maaga sammu pidada, peavad nad orbiidil olema sellest kaugemal (täpsus olema 22 236 miili (35 786 km)). Ja selle suurenenud vahemaa tagant kaotavad nii pildi detailid kui ka vaated postidele (Maa kumeruse tõttu).
Satelliidi sees olevad delikaatsed sensorid, mida nimetatakse radiomeetriteks, mõõdavad Maa pinna poolt eralduvat kiirgust (s.o energiat), millest enamik on palja silmaga nähtamatu. Ilmastiku satelliitide tüübid jagunevad valguse elektromagnetilise spektri kolme kategooriasse: nähtav, infrapuna ja teraherts.
Kõigis neis kolmes sagedusalas ehk "kanalis" eralduva kiirguse intensiivsust mõõdetakse samaaegselt, seejärel salvestatakse. Arvuti määrab numbrilise väärtuse iga kanali iga mõõtmise jaoks ja teisendab need seejärel hallskaala pikseliks. Kui kõik pikslid on kuvatud, on lõpptulemus kolmest pildist koosnev komplekt, millest igaüks näitab, kus need kolm erinevat tüüpi energiat "elavad".
Järgmisel kolmel slaidil on sama vaade USA-le, kuid see on tehtud nähtavast, infrapuna- ja veeaurust. Kas saate märgata erinevusi nende vahel?
Nähtava valguse kanali pildid meenutavad mustvalgeid fotosid. Selle põhjuseks on asjaolu, et sarnaselt digitaalse või 35 mm kaameraga salvestavad nähtava lainepikkuse suhtes tundlikud satelliidid objektilt peegelduva päikesevalguse kiirte. Mida rohkem päikesevalgust objekt (nagu meie maa ja ookean) neelab, seda vähem valgust see tagasi kosmosesse peegeldub ja mida tumedamaks need alad nähtava lainepikkusega paistavad. Ja vastupidiselt, suure peegeldusvõimega objektid ehk albeedod (nagu pilvede tipud) paistavad kõige eredamalt valged, kuna nad põrkavad oma pinnalt suurel hulgal valgust.
Kuna nähtavate satelliidipiltide jäädvustamiseks on vaja päikesevalgust, pole need õhtusel ajal ja öötundidel saadaval.
Infrapunakanalid tunnetavad pindade eraldatavat soojusenergiat. Nagu nähtavate kujutiste puhul, paistavad soojust imavad soojemad objektid (näiteks maa ja madala pilvega pinnad) tumedaimad, külmemad objektid (kõrged pilved) aga heledamad.
Veeaur tuvastatakse spektri infrapuna kuni terahertsides eralduva energia järgi. Nagu nähtav ja IR, kujutavad selle kujutised pilvi, kuid täiendavaks eeliseks on see, et need näitavad ka vett gaasilises olekus. Niisked õhukeeli paistavad udused hallid või valged, kuiva õhku aga tumedad piirkonnad.
Veeaurupilte parandatakse mõnikord paremaks vaatamiseks värviga. Täiustatud piltide jaoks tähendavad sinised ja rohelised kõrge niiskuse ning pruunid madala niiskusega.