Cuaca - satu set fenomena atmosfera jangka pendek - sukar untuk diramal kerana banyak faktor yang mempengaruhinya dan kebolehubahan kesannya. Atmosfera bumi adalah sistem dinamik yang kompleks, oleh itu, untuk meningkatkan ketepatan ramalan, adalah perlu untuk mengambil kira keadaannya di kawasan yang berbeza pada setiap saat. Selama beberapa dekad sekarang, satelit meteorologi telah menjadi alat yang diperlukan untuk menjalankan penyelidikan atmosfera pada skala global.
Permulaan pemerhatian cuaca angkasa
Satelit yang menunjukkan kesesuaian asas kapal angkasa untuk pemerhatian meteorologi ialah American TIROS-1, yang dilancarkan pada 1 April 1960.
Satelit memancarkan imej televisyen pertama planet kita dari angkasa. Selepas itu, berdasarkan peranti jenis ini, satelit meteorologi global dengan nama yang sama dicipta.sistem.
Satelit meteorologi pertama USSR, Cosmos-122, telah dilancarkan pada 25 Jun 1966. Ia mempunyai peralatan di atas kapal untuk merakam dalam julat optik dan inframerah, memungkinkan untuk mengkaji taburan awan, medan ais dan litupan salji, serta mengukur ciri suhu atmosfera pada sisi siang dan malam Bumi. Sejak 1967, sistem Meteor mula berfungsi di USSR, yang menjadi asas kepada sistem meteorologi yang dibangunkan kemudiannya untuk pelbagai tujuan.
Sistem cuaca satelit negara berbeza
Beberapa siri satelit, seperti Meteor-Nature, Meteor-2 dan Meteor-3, serta peranti siri Resurs, menjadi pewaris Meteor. Sejak awal tahun 2000-an, penciptaan kompleks Meteor-3M telah diteruskan. Di samping itu, bilangan satelit meteorologi Rusia termasuk dua satelit kompleks Electro-L. Dengan yang pertama daripada mereka, yang bekerja di orbit selama 5 tahun dan 8 bulan, sambungan terputus pada 2016, yang kedua terus berfungsi. Pelancaran satelit ketiga siri ini dirancang.
Di Amerika Syarikat, sebagai tambahan kepada sistem TIROS, kapal angkasa siri Nimbus, ESSA, NOAA, GOES telah dibangunkan dan digunakan. Beberapa siri NOAA dan GOES sedang dalam perkhidmatan.
Sistem cuaca satelit Eropah diwakili oleh dua generasi Meteosat, MetOp, serta ERS dan Envisat yang dihentikan - salah satu peranti terbesar yang dilancarkan ke orbit Bumi rendah oleh Agensi Angkasa Eropah.
Jepun ("Himawari"), China ("Fengyun"), India (INSAT-3DR) dan beberapa negara lain mempunyai satelit meteorologi mereka sendiri.
Jenis satelit
Kapal angkasa yang termasuk dalam kompleks meteorologi dibahagikan kepada dua jenis mengikut parameter orbit dan, dengan itu, mengikut tujuan:
- Satelit geostasioner. Mereka dilancarkan di satah khatulistiwa, ke arah putaran Bumi, hingga ketinggian 36,786 km di atas paras laut. Halaju sudut mereka sepadan dengan kelajuan putaran planet. Dengan ciri orbit sedemikian, satelit jenis ini sentiasa berada di atas titik yang sama, jika anda tidak mengambil kira turun naik dan "hanyut" yang disebabkan oleh ralat dalam orbit dan anomali graviti. Mereka sentiasa memerhati satu kawasan, iaitu kira-kira 42% daripada permukaan bumi - kurang sedikit daripada hemisfera. Satelit ini tidak membenarkan pemerhatian kawasan latitud tertinggi dan tidak memberikan imej terperinci, tetapi ia memberikan kemungkinan pemantauan berterusan keadaan di kawasan besar.
- Satelit kutub. Kenderaan jenis ini bergerak dalam orbit yang jauh lebih rendah - dari 850 hingga 1000 km, akibatnya ia tidak memberikan liputan luas bagi wilayah yang diperhatikan. Walau bagaimanapun, orbit mereka semestinya melepasi kutub Bumi, dan satu satelit jenis ini mampu "mengeluarkan" seluruh permukaan planet dalam jalur sempit (kira-kira 2500 km) dengan resolusi yang baik dalam bilangan orbit tertentu. Dengan operasi serentak dua satelit yang terletak di orbit kutub segerak matahari, setiap rantau ditinjau dariselang 6 jam.
Penerangan umum dan ciri-ciri satelit meteorologi
Kapal angkasa yang direka untuk pemerhatian meteorologi terdiri daripada dua modul: modul perkhidmatan (platform satelit) dan pembawa muatan (instrumen). Petak perkhidmatan menempatkan peralatan kuasa yang membekalkan kuasa daripada panel solar yang dipasang padanya bersama-sama dengan radiator dan sistem pendorong. Kompleks kejuruteraan radio yang dilengkapi dengan beberapa antena dan penderia untuk memantau keadaan heliofizikal disambungkan ke modul kerja.
Berat pelancaran peranti sedemikian biasanya mencecah beberapa tan, muatan adalah dari satu hingga dua tan. Pemegang rekod di kalangan satelit meteorologi - Envisat Eropah - mempunyai berat pelancaran melebihi 8 tan, yang berguna - lebih daripada 2 tan dengan dimensi 10 × 2.5 × 5 m. Dengan panel yang digunakan, lebarnya mencapai 26 meter. Dimensi American GOES-R ialah 6.1 × 5.6 × 3.9 m dengan hampir 5200 kg berat pelancaran dan 2860 kg berat kering. Meteor-M Rusia No. 2 mempunyai diameter badan 2.5 m, panjang 5 m, lebar dengan panel suria yang digunakan 14 m. Muatan satelit adalah kira-kira 1200 kg, berat pelancaran kurang sedikit daripada 2800 kg. Di bawah ialah foto satelit meteorologi "Meteor-M" No. 2.
Peralatan satelit saintifik
Sebagai peraturan, satelit cuaca membawa dua jenis instrumen sebagai sebahagian daripada peralatannya:
- Ikhtisar. Dengan bantuan mereka, televisyen dan imej fotografi permukaan tanah dan lautan, awan, salji dan litupan ais diperolehi. Antara peranti ini ialah sekurang-kurangnya dua peranti pengimejan berbilang zon dalam julat spektrum yang berbeza (kelihatan, gelombang mikro, inframerah). Mereka menembak pada resolusi yang berbeza. Satelit juga dilengkapi dengan kemudahan pengimbasan permukaan radar.
- Mengukur. Melalui instrumen jenis ini, satelit mengumpul ciri kuantitatif yang mencerminkan keadaan atmosfera, hidrosfera, dan magnetosfera. Ciri tersebut termasuk suhu, kelembapan, keadaan sinaran, parameter semasa medan geomagnet, dsb.
Muatan satelit meteorologi juga termasuk sistem pemerolehan dan penghantaran data atas kapal.
Menerima dan memproses data di Bumi
Satelit boleh beroperasi dalam mod penyimpanan maklumat dengan penghantaran paket data seterusnya ke kompleks penerimaan dan pemprosesan darat, dan menjalankan penghantaran terus langsung. Data satelit yang diterima oleh kompleks tanah tertakluk kepada penyahkodan, di mana maklumat itu dipautkan mengikut masa dan koordinat kartografi. Kemudian data daripada kapal angkasa yang berbeza digabungkan dan diproses selanjutnya untuk mencipta imej yang boleh dilihat secara visual.
Pertubuhan Meteorologi Sedunia menerima pakai konsep "langit terbuka", mengisytiharkan akses percuma kepada maklumat meteorologi - tidak disulitkandata masa nyata daripada satelit. Untuk melakukan ini, anda mesti mempunyai peralatan dan perisian penerima yang sesuai.
Sistem Pemerhatian Meteorologi Antarabangsa
Oleh kerana hanya terdapat satu orbit geopegun, penggunaannya memerlukan penyelarasan antara agensi angkasa lepas dan perkhidmatan meteorologi (serta lain-lain yang berminat) dari negara yang berbeza. Ya, dan apabila memilih orbit kutub rendah pada masa ini, adalah mustahil untuk dilakukan tanpa penyelarasan. Di samping itu, pemantauan satelit terhadap kejadian cuaca berbahaya (seperti taufan) menjadikannya perlu untuk menyatukan usaha perkhidmatan hidrometeorologi dan bertukar maklumat yang berkaitan, kerana cuaca tidak mengenal sempadan negeri.
Pengharmonian isu antarabangsa yang berkaitan dengan aplikasi sistem angkasa lepas dalam ramalan cuaca adalah tanggungjawab Kumpulan Penyelaras untuk Satelit Meteorologi dalam WMO. Perkongsian sistem cuaca satelit bermula seawal tahun 1970-an. Penyelarasan dalam bidang ini amat penting sekarang. Lagipun, buruj antarabangsa satelit meteorologi yang diletakkan di orbit geopegun termasuk kapal angkasa dari banyak negara: Amerika Syarikat, negara Eropah, Rusia, India, China, Jepun dan Korea Selatan.
Prospek untuk teknologi angkasa lepas dalam meteorologi
Satelit cuaca moden adalah sebahagian daripada sistem penderiaan jauh Bumi global dan oleh itu mempunyai prospek pembangunan yang serius.
Pertama, ia dirancang untuk memperluaskan penyertaan mereka dalam memantau bahaya alam, bencana alam, fenomena berbahaya, dalam meramalkan perubahan iklim jangka panjang. Kedua, satelit meteorologi Bumi, sudah tentu, harus semakin digunakan sebagai alat untuk mendapatkan pengetahuan tentang proses di atmosfera dan hidrosfera, serta tentang keadaan medan geomagnet, nilai saintifik gunaan dan asas.
