Været - et sett med relativt kortsiktige atmosfæriske fenomener - er vanskelig å forutsi på grunn av det store antallet faktorer som påvirker det, og variasjonen i deres innvirkning. Jordens atmosfære er et komplekst dynamisk system, derfor, for å forbedre nøyaktigheten av prognoser, er det nødvendig å ta hensyn til tilstanden i forskjellige regioner til enhver tid. I flere tiår nå har meteorologiske satellitter vært et nødvendig verktøy for å utføre atmosfærisk forskning på global skala.
Begynnelsen av romværobservasjoner
Satellitten som viste romfartøyets grunnleggende egnethet for meteorologiske observasjoner var den amerikanske TIROS-1, skutt opp 1. april 1960.
Satellitten sendte det første TV-bildet av planeten vår fra verdensrommet. Deretter, på grunnlag av enheter av denne typen, ble den globale meteorologiske satellitten med samme navn opprettet.system.
Den første meteorologiske satellitten til USSR, Cosmos-122, ble skutt opp 25. juni 1966. Den hadde utstyr om bord for å skyte i det optiske og infrarøde området, gjorde det mulig å studere utbredelsen av skyer, isfelt og snødekke, samt måle temperaturkarakteristikkene til atmosfæren på dag- og nattsiden av jorden. Siden 1967 begynte Meteor-systemet å fungere i USSR, som dannet grunnlaget for senere utviklede meteorologiske systemer for ulike formål.
Satellittværsystemer i forskjellige land
Flere serier med satellitter, som Meteor-Nature, Meteor-2 og Meteor-3, samt enheter fra Resurs-serien, ble arvingene til Meteor. Siden begynnelsen av 2000-tallet har opprettelsen av Meteor-3M-komplekset fortsatt. I tillegg inkluderte antallet meteorologiske satellitter i Russland to satellitter fra Electro-L-komplekset. Med den første av dem, som jobbet i bane i 5 år og 8 måneder, ble forbindelsen tapt i 2016, den andre fortsetter å fungere. Oppskytingen av den tredje satellitten i denne serien er planlagt.
I USA ble det i tillegg til TIROS-systemet utviklet og brukt romfartøyer fra Nimbus, ESSA, NOAA, GOES. Flere NOAA- og GOES-serier er for tiden i bruk.
Europeiske satellitt-værsystemer er representert av to generasjoner Meteosat, MetOp, samt utgåtte ERS og Envisat - en av de største enhetene som ble skutt opp i lav jordbane av European Space Agency.
Japan ("Himawari"), Kina ("Fengyun"), India (INSAT-3DR) og noen andre land har sine egne meteorologiske satellitter.
Typer av satellitter
Romfartøy inkludert i de meteorologiske kompleksene er delt inn i to typer i henhold til parametrene til banen og følgelig etter formål:
- Geostasjonære satellitter. De skytes opp i ekvatorialplanet, i retning av jordens rotasjon, til en høyde på 36 786 km over havet. Deres vinkelhastighet tilsvarer rotasjonshastigheten til planeten. Med slike banekarakteristikker er satellitter av denne typen alltid over samme punkt, hvis man ikke tar hensyn til svingningene og "driften" forårsaket av feil i bane og gravitasjonsanomalier. De observerer hele tiden ett område, som er omtrent 42% av jordens overflate - litt mindre enn en halvkule. Disse satellittene tillater ikke observasjon av områdene med de høyeste breddegrader og gir ikke et detaljert bilde, men de gir mulighet for kontinuerlig overvåking av situasjonen i store regioner.
- Polarsatellitter. Kjøretøyer av denne typen beveger seg i mye lavere baner - fra 850 til 1000 km, som et resultat av at de ikke gir en bred dekning av det observerte territoriet. Banene deres passerer imidlertid nødvendigvis over jordens poler, og en satellitt av denne typen er i stand til å "fjerne" hele overflaten av planeten i smale (omtrent 2500 km) bånd med god oppløsning i et visst antall baner. Med samtidig drift av to satellitter plassert i solsynkrone polare baner, blir hver region kartlagt fraintervall på 6 timer.
Generell beskrivelse og karakteristikker av meteorologiske satellitter
Et romfartøy designet for meteorologiske observasjoner består av to moduler: en servicemodul (satellittplattform) og en nyttelastbærer (instrumenter). Servicerommet rommer strømutstyr som gir strøm fra solcellepaneler montert på den sammen med en radiator og fremdriftssystem. Et radioteknisk kompleks utstyrt med flere antenner og sensorer for å overvåke den heliofysiske situasjonen er koblet til arbeidsmodulen.
Utskytningsvekten til slike enheter når vanligvis flere tonn, nyttelasten er fra ett til to tonn. Rekordholderen blant meteorologiske satellitter - European Envisat - hadde en utskytningsvekt på over 8 tonn, en nyttig en - mer enn 2 tonn med dimensjoner på 10 × 2,5 × 5 m. Med utplasserte paneler nådde bredden 26 meter. Dimensjonene til den amerikanske GOES-R er 6,1 × 5,6 × 3,9 m med nesten 5200 kg utskytningsvekt og 2860 kg tørrvekt. Den russiske Meteor-M nr. 2 har en kroppsdiameter på 2,5 m, en lengde på 5 m, en bredde med utplasserte solcellepaneler på 14 m. Nyttelasten til satellitten er omtrent 1200 kg, utskytningsvekten var litt mindre enn 2800 kg. Nedenfor er et bilde av den meteorologiske satellitten "Meteor-M" nr. 2.
Vitenskapelig satellittutstyr
Vêrsatellitter har som regel to typer instrumenter som en del av utstyret:
- Oversikt. Med deres hjelp oppnås fjernsyns- og fotografiske bilder av overflaten av land og hav, skyer, snø og isdekke. Blant disse enhetene er minst to multi-sone bildebehandlingsenheter i forskjellige spektralområder (synlig, mikrobølgeovn, infrarød). De skyter med forskjellige oppløsninger. Satellittene er også utstyrt med en radar overflateskanning.
- Måling. Ved hjelp av instrumenter av denne typen samler satellitten inn kvantitative egenskaper som gjenspeiler tilstanden til atmosfæren, hydrosfæren og magnetosfæren. Slike egenskaper inkluderer temperatur, fuktighet, strålingsforhold, gjeldende parametere for det geomagnetiske feltet osv.
Den meteorologiske satellittnyttelasten inkluderer også et datainnsamlings- og overføringssystem ombord.
Motta og behandle data på jorden
Satellitten kan operere både i modus for lagring av informasjon med påfølgende overføring av en datapakke til et bakkemottaks- og prosesseringskompleks, og utføre en direkte direkte overføring. Satellittdataene som mottas av bakkekomplekset blir utsatt for dekoding, hvor informasjonen kobles sammen med tid og kartografiske koordinater. Deretter kombineres data fra forskjellige romfartøyer og behandles videre for å lage visuelt merkbare bilder.
The World Meteorological Organization tok i bruk konseptet "open himmel", og erklærte fri tilgang til meteorologisk informasjon - ukryptertsanntidsdata fra satellitter. For å gjøre dette må du ha riktig mottaksutstyr og programvare.
International Meteorological Observing System
Fordi det bare er én geostasjonær bane, krever bruken koordinering mellom romfartsorganisasjoner og meteorologiske (så vel som andre interesserte) tjenester fra forskjellige land. Ja, og når du velger lave polare baner på det nåværende tidspunkt, er det umulig å gjøre uten koordinering. I tillegg gjør satellittovervåking av farlige værhendelser (som tyfoner) det nødvendig å forene innsatsen til hydrometeorologiske tjenester og utveksle relevant informasjon, siden været ikke kjenner noen statsgrenser.
Harmonisering av internasjonale spørsmål knyttet til bruk av romsystemer i værvarsling er ansvaret til koordineringsgruppen for meteorologiske satellitter innen WMO. Delingen av satellittværsystemer begynte allerede på 1970-tallet. Samordning på dette området er spesielt viktig nå. Tross alt inkluderer den internasjonale konstellasjonen av meteorologiske satellitter plassert i geostasjonær bane romfartøy fra mange land: USA, europeiske land, Russland, India, Kina, Japan og Sør-Korea.
Prospekter for romteknologi i meteorologi
Moderne værsatellitter er en del av jordens globale fjernmålingssystem og har som sådan seriøse utviklingsutsikter.
For det første er det planlagt å utvide deres deltakelse i overvåking av naturfarer, naturkatastrofer, farlige fenomener, i prognoser for langsiktige klimaendringer. For det andre bør jordens meteorologiske satellitter i økende grad brukes som verktøy for å skaffe kunnskap om prosessene i atmosfæren og hydrosfæren, samt om tilstanden til det geomagnetiske feltet, både anvendt og grunnleggende vitenskapelig verdi.
