Satelliitit ennustavat maan säästä avaruudesta

Satelliittikuvaa pilvistä tai hurrikaaneista ei voi erehtyä. Mutta kuinka paljon tiedät muut satelliiteista kuin sääsatelliittikuvien tunnistaminen?

Tässä diaesityksessä tutkitaan perustietoja sääsatelliittien toiminnasta aina siihen, kuinka niistä tuotettuja kuvia käytetään tiettyjen säätapahtumien ennustamiseen.

Kuten tavalliset avaruussatelliitit, myös sääsatelliitit ovat ihmisen tekemiä esineitä, jotka lasketaan avaruuteen ja jätetään ympyröimään tai kiertämään maata. Paitsi sen sijaan, että siirrät tietoja takaisin maan päälle, joka antaa televisiollesi, XM-radiosi tai GPS: lle virran Navigointijärjestelmä paikan päällä, ne lähettävät sää- ja ilmastotietoja, jotka "näkevät" takaisin meille kuvia.

Aivan kuten katto- tai vuoristonäkymät tarjoavat laajemman kuvan ympäristöstäsi, sääsatelliitin sijainti useasta sadasta tuhanteen mailiin maanpinnan yläpuolella sallii USA: n naapurialueen sääolosuhteiden, jotka eivät ole vielä edes tulleet länsi- tai itärannikon rajoille, olla havaittu. Tämä laajennettu näkymä myös auttaa

Koska pilvet ovat sääilmiöitä, jotka "elävät" ilmakehässä korkeimmin, satelliitit ovat kuuluisa pilvien ja pilvijärjestelmien (kuten hurrikaanien) seurannasta, mutta pilvet eivät ole ainoita he näkevät. Sääsatelliitteja käytetään myös ilmakehän ja alueilla on laaja peittoalue, kuten tulipalot, pölymyrskyt, lumipeite, merijää ja valtameren lämpötilat.

Nyt kun tiedämme, mitkä sääsatelliitit ovat, katsotaanpa kahden tyyppisiä sääsatelliitteja, joita olemassa on, ja jokainen säätapahtuma on parhaiten havaittavissa.

Yhdysvalloissa on tällä hetkellä kaksi polaarikiertoradat. Kutsutaan POES (lyhenne Polar OIIKEVOITTO Eympäristönsuojelua Satellite), yksi toimii aamulla ja toinen illalla. Molemmat tunnetaan yhdessä nimellä TIROS-N.

TIROS 1, ensimmäinen olemassa oleva sääsatelliitti, oli polaarikiertävä, tarkoittaen, että se kulki pohjoisen ja etelänavan yli joka kerta, kun se pyörii maan ympäri.

Polaariset kiertoradat ovat ympäri maata suhteellisen lähellä etäisyyttä siihen (suunnilleen 500 mailia maanpinnan yläpuolella). Kuten saatat ajatella, tämä tekee niistä hyviä kaappaamaan korkearesoluutioisia kuvia, mutta niin lähellä olevan haittapuoli on, että he voivat vain nähdä "kapean alueen alueen" kerrallaan. Koska maapallo pyörii länestä itään napa kiertävän satelliitin polun alla, satelliitti ajaa olennaisesti länteen kunkin maapallon vallankumouksen kanssa.

Polar-kiertoradat eivät koskaan ohita samaa sijaintia useammin kuin kerran päivässä. Tämä on hyvä antamaan täydellinen kuva siitä, mitä säällä viisaasti tapahtuu ympäri maailmaa, ja myös muille Tästä syystä napa-kiertoradat ovat parhaita pitkän aikavälin sääennusteisiin ja -seurantaolosuhteisiin Kuten El Niño ja otsonireikä. Tämä ei kuitenkaan ole kovin hyvä yksittäisten myrskyjen kehityksen seuraamiseksi. Sitä varten olemme riippuvaisia ​​geostaattisista satelliiteista.

Yhdysvalloissa on tällä hetkellä kaksi geostationaarista satelliittia. Nimimerkki GOES haulle "Geostationary Operational Eympäristönsuojelua Satellites, "yksi valvoo itärannikkoa (GOES-itä) ja toinen länsirannikolla (GOES-West).

Kuusi vuotta sen jälkeen, kun ensimmäinen napa kiertävä satelliitti oli avattu, geostationaariset satelliitit asetettiin kiertoradalle. Nämä satelliitit "istuvat" päiväntasaajaa pitkin ja liikkuvat samalla nopeudella kuin maa pyörii. Tämä antaa heille näyttää siltä, ​​että he pysyvät edelleen samassa pisteessä maan yläpuolella. Se antaa heille myös mahdollisuuden tarkastella jatkuvasti samaa aluetta (pohjoinen ja läntinen pallonpuolisko) koko päivän aikana, joka on ihanteellinen reaaliaikaisen sää seurantaan käytettäväksi lyhyen aikavälin sääennusteissa, kuten ankaria säävaroituksia.

Mikä on se, että geostationaariset satelliitit eivät tee niin hyvin? Ota teräviä kuvia tai "katso" pylväät samoin kuin se on napa-kiertävä veli. Jotta geostationaariset satelliitit pysyisivät tahdissa maan kanssa, niiden on kiertävä suuremmalla etäisyydellä siitä (korkeus 22 236 mailia (35 786 km) olla tarkka). Ja tällä suurennetulla etäisyydellä sekä kuvan yksityiskohdat että napojen näkymät (maapallon kaarevuuden vuoksi) menetetään.

Satelliittien herkät anturit, joita kutsutaan radiometreiksi, mittaavat maan pinnan lähettämää säteilyä (ts. Energiaa), josta suurin osa on paljain silmin näkymätöntä. Sääsatelliittien mittaustyypit jakautuvat kolmeen luokkaan valon sähkömagneettisesta spektristä: näkyvä, infrapuna ja infrapuna terahertsi.

Kaikissa näissä kolmessa kaistassa eli "kanavassa" emittoidun säteilyn voimakkuus mitataan samanaikaisesti ja tallennetaan sitten. Tietokone määrittää numeerisen arvon jokaiselle mittaukselle kussakin kanavassa ja muuntaa sen sitten harmaasävypikseliksi. Kun kaikki pikselit on näytetty, lopputuloksena on sarja kolme kuvaa, joista kukin näyttää missä nämä kolme erityyppistä energiaa "elävät".

Seuraavat kolme dioa esittävät saman kuvan Yhdysvalloista, mutta otetaan näkyvästä, infrapuna- ja vesihöyrystä. Voitko huomata erojen välillä?

Näkyvän valokanavan kuvat muistuttavat mustavalkoisia valokuvia. Tämä johtuu siitä, että digitaalisen tai 35 mm: n kameran tavoin näkyville aallonpituuksille herkät satelliitit tallentavat auringonvalonsäteitä, jotka heijastuvat esineestä. Mitä enemmän auringonvaloa esine (kuten maaomme ja valtameri) absorboi, sitä vähemmän valoa se heijastaa takaisin avaruuteen ja mitä tummempia nämä alueet näkyvät näkyvällä aallonpituudella. Päinvastoin, kohteet, joilla on korkea heijastuskyky, tai albeedot (kuten pilvien yläosat) näyttävät kirkkaimmalta valkoisilta, koska ne pomppivat suuria määriä valoa niiden pinnalta.

Koska näkyvien satelliittikuvien sieppaamiseksi tarvitaan auringonvaloa, niitä ei ole saatavana illan ja yön yli.

Infrapunakanavat havaitsevat pintojen lähettämän lämpöenergian. Kuten näkyvissä kuvissa, lämpimimmät kohteet (kuten maa ja matalan tason pilvet), jotka imevät lämpöä, näyttävät tummimmilta, kun taas kylmempi esineet (korkeat pilvet) näyttävät kirkkaammilta.

Vesihöyry havaitaan spektrin infrapuna-terahertsi-alueella emittoidusta energiasta. Kuten näkyvä ja IR, sen kuvat kuvaavat pilviä, mutta lisäetu on, että ne osoittavat myös vettä kaasumaisessa tilassaan. Kosteat ilmakielet näyttävät sumuisilta harmailta tai valkoisilta, kun taas kuivaa ilmaa edustavat tummat alueet.

Vesihöyrykuvia parannetaan joskus väreillä paremman katselun varmistamiseksi. Parannettujen kuvien tapauksessa blues ja vihreät tarkoittavat suurta kosteutta ja ruskeat, matalaa kosteutta.