Satelitska slika oblakov ali orkanov ni zmotna. Če pa ne prepoznate vremenskih satelitskih posnetkov, koliko veste o vremenskih satelitih?
V tem diaprojekciji bomo raziskovali osnove, od tega, kako vremenski sateliti delujejo, do tega, kako se posnetki iz njih uporabljajo za napovedovanje določenih vremenskih dogodkov.
Tako kot navadni vesoljski sateliti so tudi vremenski sateliti umetni predmeti, ki jih izstrelijo v vesolje in pustijo, da krožijo ali krožijo po Zemlji. Razen namesto, da podatke vrnete na Zemljo, ki napajajo vašo televizijo, XM radio ali GPS navigacijski sistem na terenu prenašajo vremenske in podnebne podatke, ki jih "vidijo" nazaj k nam slike.
Tako kot pogled s strehe ali vrha ponuja širši pogled na okolico, položaj vremenskega satelita nekaj sto do tisoč kilometrov nad zemeljsko površino omogoča, da se vreme v sosednjem delu ZDA ali ki še ni vstopilo na meje zahodne ali vzhodne obale, opazili. Tudi ta razširjeni pogled pomaga meteorologi sistemske sisteme in vzorce v točkah, ure do dni, preden jih odkrijejo instrumenti za opazovanje površin, npr vremenski radar.
Ker so oblaki vremenski pojavi, ki "živijo" najvišje v ozračju, so vremenski sateliti razvpit za spremljanje oblakov in oblačnih sistemov (na primer orkani), vendar oblaki niso edina stvar vidijo. Vremenski sateliti se uporabljajo tudi za spremljanje okoljskih dogodkov, ki vplivajo na ozračje in imajo široko območje pokritosti, kot so požari, prašne nevihte, snežna odeja, morski led in oceanske temperature.
Zdaj, ko vemo, kaj so vremenski sateliti, si poglejmo dve vrsti vremenskih satelitov, ki obstajajo, in vremenske dogodke, ki jih je najbolje zaznati.
ZDA trenutno upravljata dva polarna orbitela. Klicano POES (kratko za Polar Operatiranje Eokoljske Ssatelit), ena deluje zjutraj in ena zvečer. Oba sta skupno znana kot TIROS-N.
TIROS 1, prvi vremenski satelit, ki je obstajal, je imel polarno orbito, kar pomeni, da je prestopil nad Severnim in Južnim polom vsakič, ko se je vrtel okoli Zemlje.
Polarni orbiti satelitov krožijo Zemljo na razmeroma blizu nje (približno 500 milj nad Zemljino površino). Kot morda mislite, jim to omogoča dobro zajemanje slik z visoko ločljivostjo, vendar je pomanjkljivost, če so tako blizu, da lahko naenkrat "vidijo" le ozek del območja. Ker pa se Zemlja vrti proti zahodu proti vzhodu pod potjo polarne orbite, se satelit z vsako revolucijo Zemlje v bistvu pomika proti zahodu.
Sateliti, ki krožijo polarno, nikoli ne preidejo iste lokacije več kot enkrat dnevno. To je dobro za zagotavljanje popolne slike dogajanja po vsem svetu in za to zato so sateliti, ki krožijo polarno, najboljši za vremenske napovedi in pogoje spremljanja na dolge razdalje všeč El Niño in ozonsko luknjo. Vendar to ni tako dobro za sledenje razvoju posameznih neviht. Za to smo odvisni od geostacionarnih satelitov.
ZDA trenutno upravljajo z dvema geostacionarnima satelitima. Vzdevek GOES za "Geostacionarni Operacijski Eokoljske Ssateliti, "eden pazi na vzhodno obalo (GOES-vzhod), drugi pa na zahodno obalo (GOES-zahod).
Šest let po izstrelitvi prvega polarnega orbitela so v orbito spustili geostacionarne satelite. Ti sateliti "sedejo" vzdolž ekvatorja in se premikajo z enako hitrostjo, kot se vrti Zemlja. To jim daje videz, da ostanejo še vedno na isti točki nad Zemljo. Omogoča jim tudi, da si nenehno ogledajo isto območje (Severno in Zahodno poloblo) po celotnem območju tekom dneva, ki je idealen za spremljanje vremena v realnem času za uporabo pri kratkoročnem napovedovanju vremena, kot npr huda vremenska opozorila.
Kaj je, da geostacionarni sateliti ne delujejo tako dobro? Naredite ostre slike ali "glejte" drogove, pa tudi to, da gre za brata, ki kroži polarno. Da bi geostacionarni sateliti hodili v korak z Zemljo, morajo krožiti na večji razdalji od nje (točna višina 22.236 milj (35.786 km)). In na tej povečani razdalji se izgubijo podrobnosti slike in pogledi (zaradi Zemljine ukrivljenosti).
Občutljivi senzorji v satelitu, imenovani radiometri, merijo sevanje (tj. Energijo), ki ga oddaja Zemljina površina, večina pa je s prostim očesom nevidna. Tipi merilcev vremenskih satelitov za energijo spadajo v tri kategorije elektromagnetnega spektra svetlobe: vidno, infrardeče in infrardeče do terahercev.
Intenzivnost sevanja, ki se oddaja v vseh treh teh pasovih ali "kanalih", se meri hkrati, nato pa se shrani. Računalnik vsaki meritvi znotraj vsakega kanala dodeli številčno vrednost in jih nato pretvori v pik sivo lestvico. Ko so prikazane vse slikovne pike, je končni rezultat niz treh slik, na katerih vsaka prikazuje, kje te tri različne vrste energije "živijo".
Naslednji trije diapozitivi prikazujejo enak pogled na ZDA, vendar vzeti iz vidne, infrardeče in vodne pare. Lahko opazite razlike med njimi?
Slike iz kanala vidne svetlobe spominjajo na črno-bele fotografije. To je zato, ker podobno kot digitalni ali 35-milimetrski fotoaparat sateliti, občutljivi na vidne valovne dolžine, beležijo žarke sončne svetlobe, ki se odbijajo od predmeta. Več sončne svetlobe, ki jo predmet (kot sta naša zemlja in ocean) absorbira, manj svetlobe se odbija nazaj v vesolje in temnejša so ta območja na vidni valovni dolžini. Nasprotno, predmeti z veliko odbojnostjo ali albedos (kot vrhovi oblakov) se zdijo svetlo svetlejši, ker odbijajo velike količine svetlobe s svojih površin.
Ker je za zajem vidnih satelitskih posnetkov potrebna sončna svetloba, niso na voljo v večernih in nočnih urah.
Infrardeči kanali zaznavajo toplotno energijo, ki jo oddajajo površine. Tako kot pri vidnih posnetkih so tudi najtoplejši predmeti (na primer kopni in nizki oblaki), ki vpijejo toploto, najbolj temni, hladnejši predmeti (visoki oblaki) pa svetlejši.
Vodna para odkrije energijo, ki jo oddaja v infrardečem in terahertskem območju spektra. Kot vidne in IR-slike so tudi njene slike uprte v oblake, dodatna prednost pa je tudi v tem, da kažejo tudi vodo v plinastem stanju. Vlažni jeziki zraka so megleno sivi ali beli, suh zrak pa predstavljajo temne predele.
Slike vodne pare so včasih izboljšane z barvo za boljši ogled. Za izboljšane slike modri in zeleni pomenijo veliko vlage, rjave pa malo vlage.