Vejret - et sæt af relativt kortsigtede atmosfæriske fænomener - er svært at forudsige på grund af det store antal faktorer, der påvirker det, og variabiliteten af deres påvirkning. Jordens atmosfære er et komplekst dynamisk system, derfor, for at forbedre nøjagtigheden af prognoser, er det nødvendigt at tage hensyn til dens tilstand i forskellige regioner i hvert øjeblik. I flere årtier nu har meteorologiske satellitter været et nødvendigt værktøj til at udføre atmosfærisk forskning på glob alt plan.
Begyndelsen af rumvejrobservationer
Satellitten, der viste rumfartøjers grundlæggende egnethed til meteorologiske observationer, var den amerikanske TIROS-1, opsendt den 1. april 1960.
Satellitten transmitterede det første tv-billede af vores planet fra rummet. Efterfølgende blev den globale meteorologiske satellit af samme navn skabt på basis af enheder af denne type.system.
Den første meteorologiske satellit i USSR, Cosmos-122, blev opsendt den 25. juni 1966. Den havde ombord udstyr til at skyde i de optiske og infrarøde områder, hvilket gjorde det muligt at studere udbredelsen af skyer, isfelter og snedække, samt måle atmosfærens temperaturkarakteristika på dag- og natsiden af Jorden. Siden 1967 begyndte Meteorsystemet at fungere i USSR, hvilket dannede grundlaget for efterfølgende udviklede meteorologiske systemer til forskellige formål.
Satellitvejrsystemer i forskellige lande
Adskillige serier af satellitter, såsom Meteor-Nature, Meteor-2 og Meteor-3, såvel som enheder fra Resurs-serien, blev arvingerne til Meteor. Siden begyndelsen af 2000'erne er skabelsen af Meteor-3M-komplekset fortsat. Derudover inkluderede antallet af meteorologiske satellitter i Rusland to satellitter fra Electro-L-komplekset. Med den første af dem, som arbejdede i kredsløb i 5 år og 8 måneder, blev forbindelsen tabt i 2016, den anden fortsætter med at fungere. Opsendelsen af den tredje satellit i denne serie er planlagt.
I USA blev der udover TIROS-systemet udviklet og brugt rumfartøjer fra Nimbus-, ESSA-, NOAA- og GOES-serien. Adskillige NOAA- og GOES-serier er i øjeblikket i drift.
Europæiske satellitvejrsystemer er repræsenteret af to generationer af Meteosat, MetOp samt de udgåede ERS og Envisat - en af de største enheder, der er lanceret i lav kredsløb om Jorden af European Space Agency.
Japan ("Himawari"), Kina ("Fengyun"), Indien (INSAT-3DR) og nogle andre lande har deres egne meteorologiske satellitter.
Typer af satellitter
Rumfartøjer inkluderet i de meteorologiske komplekser er opdelt i to typer i henhold til kredsløbets parametre og følgelig efter formål:
- Geostationære satellitter. De opsendes i ækvatorialplanet, i retning af jordens rotation, til en højde på 36.786 km over havets overflade. Deres vinkelhastighed svarer til planetens rotationshastighed. Med sådanne kredsløbskarakteristika er satellitter af denne type altid over samme punkt, hvis man ikke tager højde for fluktuationerne og "driften" forårsaget af kredsløbsfejl og gravitationsanomalier. De observerer konstant ét område, som er omkring 42 % af jordens overflade – lidt mindre end en halvkugle. Disse satellitter tillader ikke observation af områderne på de højeste breddegrader og giver ikke et detaljeret billede, men de giver mulighed for kontinuerlig overvågning af situationen i store områder.
- Polar-satellitter. Køretøjer af denne type bevæger sig i meget lavere baner - fra 850 til 1000 km, som et resultat af hvilket de ikke giver en bred dækning af det observerede område. Imidlertid passerer deres baner nødvendigvis over Jordens poler, og en satellit af denne type er i stand til at "fjerne" hele planetens overflade i smalle (ca. 2500 km) bånd med god opløsning i et vist antal baner. Med samtidig drift af to satellitter placeret i solsynkrone polære baner, bliver hver region overvåget frainterval på 6 timer.
Generel beskrivelse og karakteristika for meteorologiske satellitter
Et rumfartøj designet til meteorologiske observationer består af to moduler: et servicemodul (satellitplatform) og en nyttelastbærer (instrumenter). Servicerummet rummer strømudstyr, der leverer strøm fra solpaneler monteret på det sammen med en radiator og fremdriftssystem. Et radioteknisk kompleks udstyret med flere antenner og sensorer til overvågning af den heliofysiske situation er forbundet til arbejdsmodulet.
Lydningsvægten af sådanne enheder når norm alt flere tons, nyttelasten er fra et til to tons. Rekordholderen blandt meteorologiske satellitter - European Envisat - havde en affyringsvægt på over 8 tons, en nyttig en - mere end 2 tons med dimensioner på 10 × 2,5 × 5 m. Med udsatte paneler nåede dens bredde 26 meter. Dimensionerne på den amerikanske GOES-R er 6,1 × 5,6 × 3,9 m med næsten 5200 kg affyringsvægt og 2860 kg tørvægt. Den russiske Meteor-M nr. 2 har en kropsdiameter på 2,5 m, en længde på 5 m, en bredde med indsatte solpaneler på 14 m. Satellittens nyttelast er omkring 1200 kg, opsendelsesvægten var lidt mindre end 2800 kg. Nedenfor er et foto af den meteorologiske satellit "Meteor-M" nr. 2.
Videnskabeligt satellitudstyr
Som regel bærer vejrsatellitter to typer instrumenter som en del af deres udstyr:
- Oversigt. Med deres hjælp opnås tv- og fotografiske billeder af overfladen af landet og oceanerne, skyer, sne og isdække. Blandt disse enheder er mindst to multi-zone billeddannende enheder i forskellige spektralområder (synlig, mikrobølge, infrarød). De skyder med forskellige opløsninger. Satellitterne er også udstyret med en facilitet til overfladescanning af radar.
- Måler. Ved hjælp af instrumenter af denne type indsamler satellitten kvantitative karakteristika, der afspejler atmosfærens, hydrosfærens og magnetosfærens tilstand. Sådanne karakteristika omfatter temperatur, fugtighed, strålingsforhold, aktuelle parametre for det geomagnetiske felt osv.
Den meteorologiske satellitnyttelast inkluderer også et indbygget dataopsamlings- og transmissionssystem.
Modtagelse og behandling af data på jorden
Satellitten kan både fungere i tilstanden til lagring af information med efterfølgende transmission af en datapakke til et jordmodtagelses- og behandlingskompleks og udføre en direkte direkte transmission. Satellitdataene, der modtages af jordkomplekset, udsættes for afkodning, hvorunder informationen er forbundet med tid og kartografiske koordinater. Derefter kombineres data fra forskellige rumfartøjer og behandles yderligere for at skabe visuelt opfattelige billeder.
World Meteorological Organisation vedtog konceptet "åben himmel" og erklærede fri adgang til meteorologisk information - ukrypteretre altidsdata fra satellitter. For at gøre dette skal du have det relevante modtageudstyr og software.
Internation alt meteorologisk observationssystem
Fordi der kun er én geostationær bane, kræver dets brug koordinering mellem rumorganisationer og meteorologiske (såvel som andre interesserede) tjenester fra forskellige lande. Ja, og når man vælger lave polære baner på nuværende tidspunkt, er det umuligt at undvære koordinering. Derudover gør satellitovervågning af farlige vejrhændelser (såsom tyfoner) det nødvendigt at forene indsatsen fra hydrometeorologiske tjenester og udveksle relevant information, da vejret ikke kender nogen statsgrænser.
Harmonisering af internationale spørgsmål i forbindelse med anvendelsen af rumsystemer i vejrudsigter er ansvaret for koordineringsgruppen for meteorologiske satellitter inden for WMO. Delingen af satellitvejrsystemer begyndte allerede i 1970'erne. Koordinering på dette område er især vigtig nu. Den internationale konstellation af meteorologiske satellitter placeret i geostationær kredsløb omfatter trods alt rumfartøjer fra mange lande: USA, europæiske lande, Rusland, Indien, Kina, Japan og Sydkorea.
Udsigter for rumteknologi i meteorologi
Moderne vejrsatellitter er en del af Jordens globale fjernmålingssystem og har som sådan seriøse udviklingsperspektiver.
For det første er det planlagt at udvide deres deltagelse i overvågning af naturfarer, naturkatastrofer, farlige fænomener, i forudsigelse af langsigtede klimaændringer. For det andet bør Jordens meteorologiske satellitter naturligvis i stigende grad bruges som redskaber til at opnå viden om processerne i atmosfæren og hydrosfæren, samt om tilstanden af det geomagnetiske felt, både anvendt og grundlæggende videnskabelig værdi.
