Hava durumu - nispeten kısa vadeli bir dizi atmosferik fenomen - onu etkileyen çok sayıda faktör ve etkilerinin değişkenliği nedeniyle tahmin edilmesi zordur. Dünya'nın atmosferi karmaşık bir dinamik sistemdir, bu nedenle tahminin doğruluğunu artırmak için her an farklı bölgelerdeki durumunu hesaba katmak gerekir. Birkaç on yıldır, meteorolojik uydular, küresel ölçekte atmosferik araştırma yapmak için gerekli bir araç olmuştur.
Uzay hava durumu gözlemlerinin başlangıcı
Uzay aracının meteorolojik gözlemler için temel uygunluğunu gösteren uydu, 1 Nisan 1960'ta fırlatılan Amerikan TIROS-1'di.
Uydu, gezegenimizin uzaydan ilk televizyon görüntüsünü iletti. Daha sonra, bu tür cihazlar temelinde, aynı adı taşıyan küresel meteorolojik uydu oluşturuldu.sistem.
SSCB'nin ilk meteorolojik uydusu Cosmos-122, 25 Haziran 1966'da fırlatıldı. Optik ve kızılötesi aralıklarda çekim yapmak için yerleşik donanıma sahipti, bulutların, buz alanlarının ve kar örtüsünün dağılımını incelemeyi ve ayrıca Dünya'nın gündüz ve gece taraflarında atmosferin sıcaklık özelliklerini ölçmeyi mümkün kıldı. 1967'den beri, Meteor sistemi, daha sonra çeşitli amaçlar için geliştirilen meteorolojik sistemlerin temelini oluşturan SSCB'de çalışmaya başladı.
Farklı ülkelerin uydu hava sistemleri
Meteor-Nature, Meteor-2 ve Meteor-3 gibi çeşitli uydu serilerinin yanı sıra Resurs serisinin cihazları Meteor'un mirasçıları oldu. 2000'lerin başından beri, Meteor-3M kompleksinin oluşturulması devam etti. Ek olarak, Rusya'nın meteorolojik uydularının sayısı, Electro-L kompleksinin iki uydusunu içeriyordu. Bunlardan ilki 5 yıl 8 ay yörüngede çalışmış, 2016 yılında bağlantı kopmuş, ikincisi ise çalışmaya devam ediyor. Bu serinin üçüncü uydusunun fırlatılması planlanıyor.
ABD'de TIROS sistemine ek olarak Nimbus, ESSA, NOAA, GOES serisi uzay araçları geliştirildi ve kullanıldı. Birkaç NOAA ve GOES serisi şu anda hizmette.
Avrupa uydu hava sistemleri, iki nesil Meteosat, MetOp ve ayrıca üretimi durdurulan ERS ve Avrupa Uzay Ajansı tarafından düşük Dünya yörüngesine fırlatılan en büyük cihazlardan biri olan Envisat tarafından temsil edilmektedir.
Japonya ("Himawari"), Çin ("Fengyun"), Hindistan (INSAT-3DR) ve diğer bazı ülkelerin kendi meteorolojik uyduları vardır.
Uydu türleri
Meteorolojik komplekslere dahil olan uzay araçları, yörünge parametrelerine ve buna göre amaca göre iki türe ayrılır:
- Geodurağan uydular. Ekvator düzleminde, Dünya'nın dönüşü yönünde, deniz seviyesinden 36.786 km yüksekliğe fırlatılırlar. Açısal hızları, gezegenin dönüş hızına karşılık gelir. Bu tür yörünge özellikleriyle, yörüngedeki hataların ve yerçekimi anormalliklerinin neden olduğu dalgalanmaları ve "sapmayı" hesaba katmazsanız, bu tür uydular her zaman aynı noktanın üzerindedir. Sürekli olarak dünya yüzeyinin yaklaşık %42'si olan bir alanı gözlemlerler - yarım küreden biraz daha az. Bu uydular en yüksek enlemlerdeki bölgelerin gözlemlenmesine izin vermemekte ve detaylı bir görüntü sağlamamakta ancak geniş bölgelerdeki durumun sürekli olarak izlenmesine imkan sağlamaktadır.
- Kutup uyduları. Bu tür araçlar çok daha düşük yörüngelerde hareket eder - 850'den 1000 km'ye kadar, bunun sonucunda gözlemlenen bölgeyi geniş bir kapsama alanı sağlamazlar. Bununla birlikte, yörüngeleri mutlaka Dünya'nın kutuplarından geçer ve bu türden bir uydu, gezegenin tüm yüzeyini belirli sayıda yörüngede iyi çözünürlükle dar (yaklaşık 2500 km) bantlarda “kaldırabilir”. Güneş eşzamanlı kutupsal yörüngelerde bulunan iki uydunun eş zamanlı çalışması ile her bölge6 saatlik aralık.
Meteorolojik uyduların genel tanımı ve özellikleri
Meteorolojik gözlemler için tasarlanmış bir uzay aracı iki modülden oluşur: bir hizmet modülü (uydu platformu) ve bir yük taşıyıcı (enstrümanlar). Servis bölmesi, radyatör ve tahrik sistemi ile birlikte üzerine monte edilmiş güneş panellerinden güç sağlayan güç ekipmanını barındırır. Heliofiziksel durumu izlemek için birkaç anten ve sensörle donatılmış bir radyo mühendisliği kompleksi, çalışma modülüne bağlanır.
Bu tür cihazların fırlatma ağırlığı genellikle birkaç tona ulaşır, taşıma kapasitesi bir ila iki ton arasındadır. Meteorolojik uydular arasındaki rekor sahibi - Avrupa Envisat - 8 tonun üzerinde bir fırlatma ağırlığına sahipti, kullanışlı olanı - 10 × 2.5 × 5 m boyutlarında 2 tondan fazla, konuşlandırılmış panellerle genişliği 26 metreye ulaştı. American GOES-R'nin boyutları, yaklaşık 5200 kg fırlatma ağırlığı ve 2860 kg kuru ağırlık ile 6,1 × 5,6 × 3,9 m'dir. Rus Meteor-M No. 2, 2.5 m gövde çapına, 5 m uzunluğa, 14 m konuşlandırılmış güneş panelleri ile genişliğe sahiptir. Uydunun yükü yaklaşık 1200 kg, fırlatma ağırlığı 2800'den biraz daha azdı. kilogram. Aşağıda meteorolojik uydu "Meteor-M" No. 2.
'nin bir fotoğrafı bulunmaktadır.
Bilimsel uydu ekipmanı
Kural olarak, hava durumu uyduları, ekipmanlarının bir parçası olarak iki tür alet taşır:
- Genel Bakış. Onların yardımıyla, kara yüzeyinin ve okyanusların, bulutların, kar ve buz örtüsünün televizyon ve fotoğraf görüntüleri elde edilir. Bu cihazlar arasında farklı spektral aralıklarda (görünür, mikrodalga, kızılötesi) en az iki çok bölgeli görüntüleme cihazı bulunur. Farklı çözünürlüklerde çekim yapıyorlar. Uydular ayrıca bir radar yüzey tarama özelliği ile donatılmıştır.
- Ölçme. Bu tür araçlar aracılığıyla uydu, atmosferin, hidrosferin ve manyetosferin durumunu yansıtan nicel özellikleri toplar. Bu tür özellikler arasında sıcaklık, nem, radyasyon koşulları, jeomanyetik alanın mevcut parametreleri vb. bulunur.
Meteorolojik uydu yükü ayrıca yerleşik bir veri toplama ve iletim sistemi içerir.
Dünya üzerinde veri alma ve işleme
Uydu, bir veri paketinin bir yer alma ve işleme kompleksine daha sonra iletilmesiyle birlikte bilgi depolama modunda çalışabilir ve doğrudan bir doğrudan iletim gerçekleştirebilir. Yer kompleksi tarafından alınan uydu verileri, bilgilerin zaman ve kartografik koordinatlarla bağlantılı olduğu kod çözme işlemine tabi tutulur. Daha sonra farklı uzay araçlarından gelen veriler birleştirilir ve görsel olarak algılanabilir görüntüler oluşturmak için daha fazla işlenir.
Dünya Meteoroloji Örgütü, "açık gökyüzü" kavramını benimsedi ve meteorolojik bilgilere ücretsiz erişimi ilan etti - şifrelenmemişuydulardan gerçek zamanlı veriler. Bunu yapmak için uygun alıcı ekipmana ve yazılıma sahip olmalısınız.
Uluslararası Meteorolojik Gözlem Sistemi
Yalnızca bir coğrafi yörünge olduğu için, kullanımı uzay ajansları ve farklı ülkelerin meteorolojik (ve diğer ilgili) hizmetleri arasında koordinasyon gerektirir. Evet ve şu anda düşük kutupsal yörüngeleri seçerken koordinasyon olmadan yapmak mümkün değil. Ek olarak, tehlikeli hava olaylarının (tayfunlar gibi) uydudan izlenmesi, hava durumu hiçbir devlet sınırı tanımadığından, hidrometeoroloji servislerinin çabalarını birleştirmeyi ve ilgili bilgi alışverişini gerekli kılmaktadır.
Hava tahmininde uzay sistemlerinin uygulanmasına ilişkin uluslararası konuların uyumlaştırılması, WMO bünyesindeki Meteorolojik Uydular Koordinasyon Grubunun sorumluluğundadır. Uydu hava sistemlerinin paylaşımı 1970'lerde başladı. Bu alandaki koordinasyon şimdi özellikle önemlidir. Ne de olsa, jeostatik yörüngeye yerleştirilmiş uluslararası meteorolojik uydu takımyıldızı, birçok ülkeden uzay araçlarını içerir: Amerika Birleşik Devletleri, Avrupa ülkeleri, Rusya, Hindistan, Çin, Japonya ve Güney Kore.
Meteorolojide uzay teknolojisi için beklentiler
Modern hava uyduları, küresel Dünya uzaktan algılama sisteminin bir parçasıdır ve bu nedenle ciddi gelişme beklentileri vardır.
Öncelikle, doğal afetlerin, doğal afetlerin, tehlikeli olayların izlenmesine, uzun vadeli iklim değişikliği tahminine katılımlarının genişletilmesi planlanıyor. İkincisi, elbette, Dünya'nın meteorolojik uyduları, atmosferdeki ve hidrosferdeki süreçler hakkında ve ayrıca jeomanyetik alanın durumu hakkında hem uygulamalı hem de temel bilimsel değer hakkında bilgi edinme araçları olarak giderek daha fazla kullanılmalıdır.
