ماهواره‌های هواشناسی
ماهواره ها با تصویربرداری از ابرها و جریانات هوا می توانند نقشی بزرگ در پیش بینی هواشناسی داشته باشند. ماهواره‌های هواشناسی به عنوان ابزاری مهم در سیستم‌های پیش‌بینی NWS استفاده می‌شوند. این ماهواره‌ها با داشتن دید جهانی، مکمل سیستم‌های زمینی مانند رادیوسوندها، رادارهای هواشناسی و سیستم‌های رصد سطحی هستند.
انواع ماهواره هواشناسی از نظر ویژگی‌های فنی
ماهواره‌های هواشناسی اولین بار توسط آمریکایی‌ها و در سال 1960 برای مشاهده و دریافت اطلاعات واقعی آب و هوایی به آسمان پرتاب گردیدند. در آگوست همین سال، نخستین تصویر زمین از فضا در روزنامه ملی ژئوگرافیک منتشر گردید. از این تاریخ ماهواره‌های بیشتری به فضا پرتاب شدند.
مشخصات ماهواره‌های هواشناسی خورشید آهنگ
معروف‌ترین ماهواره‌های خورشید آهنگ، ماهواره‌های تیروس و نوا می‌باشند که نخستین ماهواره‌هایی بودند که برای اهداف هواشناسی ساخته شده‌اند. در ابتدا این نوع ماهواره‌ها تیروس نامیده می‌شدند ولی امروزه به همه آنها نوا گفته می‌شود.
سنجنده هاي مختلفي روي ماهواره سري تيروس يا نوا نصب شده‌اند كه از نظر قدرت تفكيك مكاني و تعداد باند با هم تفاوت هايي دارند ولي مهم ترين كاربردهاي آنها در مسائل هواشناسي است.
سنجنده AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) از مهم ترين سنجنده هاي اين ماهواره است كه در كشور ما داده هاي اين سنجنده به صورت روزمره توسط سازمان فضايي ايران دريافت و توسط كاربران مختلف استفاده مي شود.
سنجنده‌های مهم در ماهواره نوا
1- ماهواره TIROS
• دارای 5 سری(5 نسل)
• مدار همه ماهواره ها خورشید مرکز
• مدیریت این ماهواره ها در ابتدا دردست ناسا وسازمان هواشناسی آمریکا بوده و درنسل های بعد دراختیار سازمان های دیگر مرتبط به هواشناسی قرار گرفته است.
• نام آن ها هم به جای (TIROS) به NOAA تغییر کرده است.
مشخصات ماهواره‌های TIROS و NOAA:
2- ماهواره NOAA
توسط اداره اقیانوس و هواشناسی ملی (NOAA) در ایالات متحده اداره می‌شود.
از سال 1970 تا به امروز از سطح زمین و دریاها با اهداف مختلف تصویر برداری کرده است.
جزء ماهواره های با پیکسل سایز بزرگ و توان تفکیک پایین در نظر گرفته می‌شود.
آخرین مجموعه از اين ماهواره ها، ماهواره نوا 18 است كه در سال 2000 به فضا پرتاب شده است.
هم اكنون ماهواره هاي 10 تا 18 فعاليت دارند.
کاربرد ماهواره نوا
• پایش آب و هوا و اقلیم
• پایش تغییرات محیطی
• اقیانوس‌شناسی
• مدیریت بلایای طبیعی• مطالعه پوشش های آبی وسیع
• مطالعه پوشش های گیاهی در مقیاس وسیع
• مطالعه ابرها و پایش تغییرات آن
• شناسایی گرد و غبار و پایش تغییرات آن
ویژگی‌های ماهواره
3- ماهواره نیمبوس (Nimbus)
• نسل دوم فضاپیمای روباتیک ایالات متحده
• پرتاب بین سال‌های 1964 و 1978
• مورد استفاده برای تحقیق و توسعه هواشناسی
• پرتاب هفت ماهواره نیمبوس به مدارهای نزدیک قطب و همزمان با خورشید
• آغار آن با نیمبوس 1 در 28 اوت 1964
• پرتاب بر روی موشک‌های ثور – آژنا (نیمبوس 1-4) و موشک‌های دلتا(نیمبوس 5-7)
• باندهای مادون قرمز آن در محدوده 10.5 تا 12.5 میکرومتری
تاریخچه عملیات ماهواره های نیمبوس
مشخصات ماهواره‌های هواشناسی زمین آهنگ
برای تحلیل و پیش‌بنی هوا، ماهواره‌های زمین آهنگ، مزیت‌های زیادی ازجمله توانايي تكرار يا توالي دريافت تصوير از زمين، نسبت به ماهواره‌های خورشید آهنگ دارند. با توجه به اينكه پديده هاي اتمسفري حركت سريعي طي زمان دارند، استفاده از تصاوير ماهواره هاي زمين آهنگ در تبيين چگونگي شكل گيري پديده هاي جوي و پيش بيني رخدادهاي آينده بسيار موثر و كارآمد خواهد بود. اين ماهواره ها سطح كره زمين را نسبتا كامل پوشش مي دهند.
1- ماهواره (GMS) ژاپن:
GMS اولین برنامه ماهواره‌ای ملی ژاپن برای مشاهدات آب و هوا و محیط زیست می‌باشد. با مشارکت JAM(آژانس هواشناسی ژاپن) به عنوان اپراتور ماهواره‌ها و JAXA(NADSA سابق) به عنوان ارائه دهنده خدمات ماهواره و پرتاب اداره می‌شد. اين سنجنده در طول جغرافيايي 140 درجه شرقي قرار گرفته است.
سنجنده مذكور يك راديومتر چرخشي (Spin) دارد كه تصاوير باندهاي مرئي و مادون قرمز را تهيه و به زمين ارسال مي كند. قدرت تفكيك آن در باند مرئي 1.25 و در باند مادون قرمز 5 كيلومتر است. طول موج مرئي اسكن آن در محدوده 0.5 تا 0.75 ميكرومتر و در باند مادون قرمز 10.5 تا 12.5 ميكرومتر است.
مجموعه برنامه‌های عملیاتی هواشناسی
کاربرد ماهواره GMS
1- پایش آب و هوا توسط VISSR:
• تصویر برداری از سطح زمین
• توزیع ابر و توزیع بخار آب جوی
• مشاهده پدیده های هواشناسی مانند طوفان و …
• استخراج پارامترهای هواشناسی مانند دما در سطح زمین و بالای ابرها، ارتفاع ابر، مقدار ابر و …
2- جمع‌آوری داده‌های هواشناسی از DCP ها(سکوهای جمع‌اوری داده‌ها) نصب شده بر روی کشتی‌ها، شناورها، هواپیماها و سایر ایستگاهای هواشناسی زمینی
3- نظارت بر ذارات خورشیدی
2- ماهواره متئوست(Meteosat)
ماهواره های متئوست اولین و مهم‌ترین ماهواره‌های هواشناسی Esa هستند که زیر نظر « سازمان اروپایی بهره‌برداری از ماهواره‌های هواشناسی (EUMETSAT) » اداره می‌شود.
ماهواره‌های Meteosat در مدار زمین ثابت هستند، بنابراین با همان سرعتی که زمین حول محور خود می‌چرخد، به دور زمین می چرخند. به علت ارتفاع مداري خيلي بالا، ميدان ديد ماهواره‌هاي متئوست تمامي سطح زمين را پوشش مي‌دهند. قابليت تفكيك آن كم و معادل 2.4 كيلومتر در باند مرئي و 5 كيلومتر در باند مادون قرمز حرارتي و بخار آب است.
ویژگی های مشترک ماهواره های متئوست(Meteosat)
پرژه متئوست از زمان شروع تا به الان تغییرات زیادی داشته و شمال دو نسل پیاپی می‌باشد. ساخت نسل سوم این ماهواره هم در راه می‌باشد. علاوه بر تفاوت‌ها، شباهت‌های زیادی به همدیگر دارند که در ذیل به مواردی از آن اشاره می‌کنیم:
مدار ماهواره‌ها: مدار این ماهواره ها زمین آهنگ می باشد.
ابعاد و شکل ظاهری ماهواره‌ها: به صورت یک استوانه می باشند که۲/۱ متر قطر و۳/۲متر ارتفاع دارند و وزن آنها کم و بیش حدود ۲۸۲کیلوگرم می‌باشد. در هر دقیقه صد دور به دور محور خود می چرخد .
مالکیت و مدیریت: تا سال ۱۹۸۷مالکیت ماهواره ها تا حدودی در دست Esa بود ولی از اول ژانویه ۱۹۸۷ هزینه ساخت و پرتاب و مالکیت ماهواره ها به طور کامل دراختیار EUMETSAT قرار گرفت.
• کاربرد: پیش بینی وضع هوا ، پیش بینی و هشدار بلایای طبیعی (سونامی، طوفان های دریائی ، رگبار و سیل و… )، اندازه گيري دماي سطح درياها، اندازه گيري دماي سطح زمين، تعیین بردار باد و مطالعات اقلیم‌شناسی در مقیاس کلی
منطقه تحت پوشش : منطقه تحت پوشش ماهواره های متئوست شامل: بیشتر اروپا، کل آفریقا، نیمه شرقی آمریکای جنوبی و خاورمیانه می شود.
ماهواره‌های متئوست نسل اول و دوم
3- ماهواره(GEOS):
مجموعه ای از ماهواره‌های هواشناسی می‌باشند که توسط ناسا NASA و اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA) اداره می‌شود. این ماهواره‌ها هم مانند ماهواره‌های تایروس و نوا از پیشرفته ترین ماهواره‌های هواشناسی جهان می‌باشند.
شباهت ها و تفاوت های ماهواره های گوئس
شباهت‌ها
همگی در مدار زمین قرار داشته و دارند.
مالکیت و مدیریت همه آنها به عهده ناسا NASA و اداره ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده آمریکا (NOAA)
مرتبط با کار هواشناسی و پیش‌بینی وضع هوا
NOAA بهره برداری از ماهواره ها و ناسا هم در داده های ماهواره ها شریک و درواقع نظارت به همه عملیات
تفاوت‌ها• در مدیریت ماهواره GOES-3 تنها NOAA دخیل بوده
• GOES-13: علاوه بر NASA ، نیروی فضایی ایالات متحده آمریکا (USSF) هم مشارکت دارد.
مشخصات ماهواره گوئس
