Ein Satellitenbild von Wolken oder Hurrikanen ist unverkennbar. Aber abgesehen von der Erkennung von Wettersatellitenbildern, wie viel wissen Sie über Wettersatelliten?
In dieser Diashow werden wir die Grundlagen untersuchen, von der Funktionsweise von Wettersatelliten bis hin zur Verwendung der daraus erzeugten Bilder für die Vorhersage bestimmter Wetterereignisse.
Wie gewöhnliche Weltraumsatelliten sind Wettersatelliten künstliche Objekte, die in den Weltraum gestartet werden und die Erde umkreisen oder umkreisen. Außer anstatt Daten zur Erde zurückzusenden, die Ihren Fernseher, Ihr XM-Radio oder Ihr GPS mit Strom versorgen Navigationssystem am Boden, senden sie Wetter- und Klimadaten, die sie "sehen", an uns zurück Bilder.
Genau wie die Aussicht auf das Dach oder die Bergspitze einen breiteren Blick auf Ihre Umgebung bietet, kann die Position eines Wettersatelliten mehrere hundert bis tausend Meilen betragen Über der Erdoberfläche kann das Wetter in einem benachbarten Teil der USA oder noch nicht einmal an der West- oder Ostküste liegen beobachteten. Diese erweiterte Ansicht hilft auch
Meteorologen Punktwettersysteme und -muster Stunden bis Tage, bevor sie von Oberflächenbeobachtungsinstrumenten wie z Wetterradar.Da Wolken Wetterphänomene sind, die am höchsten in der Atmosphäre "leben", sind es Wettersatelliten berüchtigt für die Überwachung von Wolken und Wolkensystemen (wie Hurrikanen), aber Wolken sind nicht das einzige Sie sehen. Wettersatelliten werden auch verwendet, um Umweltereignisse zu überwachen, die mit der Atmosphäre interagieren und haben eine breite Flächendeckung wie Waldbrände, Staubstürme, Schneedecke, Meereis und Meerestemperaturen.
Nachdem wir nun wissen, was Wettersatelliten sind, werfen wir einen Blick auf die beiden Arten von Wettersatelliten und die Wetterereignisse, die jeweils am besten erkannt werden können.
Die Vereinigten Staaten betreiben derzeit zwei Satelliten mit polarer Umlaufbahn. POES genannt (kurz für P.olar Öperating E.Umwelt S.Atellit), einer operiert morgens und einer abends. Beide sind zusammen als TIROS-N bekannt.
TIROS 1, der erste existierende Wettersatellit, war polar umlaufend, was bedeutete, dass er jedes Mal, wenn er sich um die Erde drehte, über den Nord- und Südpol flog.
Polar umlaufende Satelliten umkreisen die Erde in relativ geringer Entfernung (ungefähr 500 Meilen über der Erdoberfläche). Wie Sie vielleicht denken, können sie damit hochauflösende Bilder gut aufnehmen. Ein Nachteil der Nähe ist jedoch, dass sie nur einen schmalen Bereich gleichzeitig "sehen" können. Da sich die Erde jedoch unter dem Pfad eines Satelliten mit polarer Umlaufbahn von West nach Ost dreht, driftet der Satellit bei jeder Erdumdrehung im Wesentlichen nach Westen.
Satelliten mit polarer Umlaufbahn passieren nie mehr als einmal täglich denselben Ort. Dies ist gut, um ein vollständiges Bild davon zu erhalten, was wetterbedingt auf der ganzen Welt passiert, und für Aus diesem Grund eignen sich Satelliten mit polarer Umlaufbahn am besten für Wettervorhersagen und Überwachungsbedingungen mit großer Reichweite mögen El Niño und das Ozonloch. Dies ist jedoch nicht so gut, um die Entwicklung einzelner Stürme zu verfolgen. Dafür sind wir auf geostationäre Satelliten angewiesen.
Die Vereinigten Staaten betreiben derzeit zwei geostationäre Satelliten. Spitzname GOES für "Geostationär Öperational E.Umwelt S.Atelliten ", einer wacht über die Ostküste (GOES-Ost) und der andere über die Westküste (GOES-West).
Sechs Jahre nach dem Start des ersten Satelliten mit polarer Umlaufbahn wurden geostationäre Satelliten in die Umlaufbahn gebracht. Diese Satelliten "sitzen" am Äquator und bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der sich die Erde dreht. Dies gibt ihnen den Anschein, am selben Punkt über der Erde still zu bleiben. Es ermöglicht ihnen auch, kontinuierlich dieselbe Region (die nördliche und westliche Hemisphäre) in der gesamten Region zu betrachten Verlauf eines Tages, der ideal für die Überwachung des Echtzeitwetters zur Verwendung bei der kurzfristigen Wettervorhersage ist, wie z Unwetterwarnungen.
Was machen geostationäre Satelliten nicht so gut? Nehmen Sie scharfe Bilder auf oder "sehen" Sie die Pole, da es sich um einen polar umlaufenden Bruder handelt. Damit geostationäre Satelliten mit der Erde Schritt halten können, müssen sie in größerer Entfernung von ihr umkreisen (genauer gesagt in einer Höhe von 35.786 km). Bei dieser größeren Entfernung gehen sowohl Bilddetails als auch Ansichten der Pole (aufgrund der Erdkrümmung) verloren.
Empfindliche Sensoren innerhalb des Satelliten, sogenannte Radiometer, messen die Strahlung (d. H. Energie), die von der Erdoberfläche abgegeben wird und von der die meisten für das bloße Auge unsichtbar sind. Die Arten von Energiewettersatelliten, die gemessen werden, fallen in drei Kategorien des elektromagnetischen Lichtspektrums: sichtbar, infrarot und infrarot bis terahertz.
Die Intensität der in allen drei dieser Bänder oder "Kanäle" emittierten Strahlung wird gleichzeitig gemessen und dann gespeichert. Ein Computer weist jeder Messung in jedem Kanal einen numerischen Wert zu und wandelt diese dann in ein Graustufenpixel um. Sobald alle Pixel angezeigt werden, ist das Endergebnis ein Satz von drei Bildern, die jeweils zeigen, wo diese drei verschiedenen Arten von Energie "leben".
Die nächsten drei Dias zeigen dieselbe Ansicht der USA, jedoch aus dem sichtbaren, infraroten und Wasserdampf. Können Sie die Unterschiede zwischen den beiden feststellen?
Bilder aus dem sichtbaren Lichtkanal ähneln Schwarzweißfotos. Dies liegt daran, dass Satelliten, die für sichtbare Wellenlängen empfindlich sind, ähnlich wie bei einer Digital- oder 35-mm-Kamera Sonnenstrahlen aufzeichnen, die von einem Objekt reflektiert werden. Je mehr Sonnenlicht ein Objekt (wie unser Land und unser Ozean) absorbiert, desto weniger Licht wird zurück in den Weltraum reflektiert und desto dunkler erscheinen diese Bereiche in der sichtbaren Wellenlänge. Umgekehrt erscheinen Objekte mit hohem Reflexionsvermögen oder Albedos (wie die Wolkendecken) am hellsten weiß, weil sie große Lichtmengen von ihren Oberflächen reflektieren.
Da Sonnenlicht erforderlich ist, um sichtbare Satellitenbilder aufzunehmen, sind sie abends und über Nacht nicht verfügbar.
Infrarotkanäle erfassen die von Oberflächen abgegebene Wärmeenergie. Wie bei sichtbaren Bildern erscheinen wärmste Objekte (wie Land und niedrige Wolken), die Wärme aufnehmen, am dunkelsten, während kältere Objekte (hohe Wolken) heller erscheinen.
Wasserdampf wird für seine Energie erfasst, die im Infrarot- bis Terahertz-Bereich des Spektrums emittiert wird. Wie sichtbar und IR zeigen die Bilder Wolken, aber ein zusätzlicher Vorteil ist, dass sie auch Wasser in seinem gasförmigen Zustand zeigen. Feuchte Luftzungen erscheinen neblig grau oder weiß, während trockene Luft durch dunkle Regionen dargestellt wird.
Wasserdampfbilder werden manchmal zur besseren Anzeige farbverstärkt. Für verbesserte Bilder bedeuten Blau und Grün eine hohe Feuchtigkeit und Braun eine niedrige Feuchtigkeit.