A meteorológiai műhold egy mesterséges műhold, amelynek fő feladata a Föld időjárásának és éghajlatának megfigyeléséhez használt adatok gyűjtése . A műholdak minden új generációja hatékonyabb érzékelőket tartalmaz, amelyek nagyobb számú csatornán képesek méréseket végezni, ami lehetővé teszi ezek felhasználását a különböző meteorológiai jelenségek megkülönböztetésére: felhők, csapadék, szél, köd stb.
Számos ország indít és tart fenn meteorológiai műholdak hálózatát: az Egyesült Államok , Európa az Európai Űrügynökségen (ESA) keresztül, India , Kína , Oroszország és Japán . Mindezek a műholdak globálisan lefedik a légkört.
Az első időjárási műhold, a Vanguard 2 elindított 1959. február 17felhőtakaró mérésére. De amikor pályára állítják, forgástengelye rosszul orientált, és csak kevés információt tud adni. A TIROS-1 műhold az első siker ezen a területen. A NASA elindítja a1 st április 1960-as évekbenés 78 napig továbbítja. A Nimbus program őse, amely a NASA által elindított és a NOAA által működtetett modern meteorológiai műholdak fejlődéséhez vezet .
A Szovjetunió kormánya a maga részéről meteorológiai műholdak, a Meteor sorozat fejlesztését rendelte el a katonaság kérésére, akik egy továbbított rendelettel az egész bolygóról meteorológiai információkat szerettek volna szerezni.1961. október 30. Az új műhold kifejlesztését az OKB-586 veszi át Dnipropetrovsktól . A módosítások a műhold tömegének növekedéséhez vezetnek, amelynek kilövését most a hordozórakétával kell biztosítani a Tsiklon 3 rakéta által 1963-ban.
Sajátos igényeik kielégítése érdekében a különböző országok vagy országos társulások aztán elindították saját programjukat. Európában az első generációs Meteosat műholdakat a Cannes - Mandelieu Űrközpontban építette egy erre a célra létrehozott konzorcium: a COSMOS , az Aerospatiale felügyelete alatt . Első műholdjukat , a Météosat 1 -et elindították 1977. november 23.
A japán eközben elindította első műholdját ( MSG-1 ) a1977. július 16egy amerikai rakéta. A japán űrügynökség ( Nemzeti Űrfejlesztési Ügynökség ) rakétáira a következő GMS-t szerelték fel 1981 óta. Ezeknek a műholdaknak a célja a légköri adatok gyűjtése, digitális vagy analóg formában történő terjesztése, és ezáltal a világ meteorológiai megfigyelésében való részvétel. Ezek a műholdak voltak Japán hozzájárulása a GARP programhoz . Szenzorokkal is rendelkeznek a napszemcsék nyomon követésére.
Legújabban India 1983-ban indította el az első INSAT meteorológiai műholdját , Kína, a Feng-Yun 1988-ban. A meteorológiai műholdak két családja létezik: gördülő alacsony pályájú napszinkronos és magasan keringő geostacionáriusok . Mindezek a műholdak és mások biztosítják a bolygó teljes és folyamatos lefedettségét.
Az időjárási műholdaknak két típusa van: geostacionárius és cirkumpoláris műhold .
Közvetlenül a földi egyenlítő felett , olyan távolságban (35 880 km ), hogy a Földdel szinkron módon keringenek , a geostacionárius műholdak folyamatosan információkat szolgáltatnak a földgömb ugyanazon részén, különösen a látható és infravörös spektrumokban . Nagy magasságukban globális képet nyújtanak a félgömbről, amely a helyzetükből látható, azaz a föld felszínének mintegy 40% -át. Ideális információforrás a meteorológia, a hidrológia és az okeanográfia nagyszabású meteorológiai jelenségeihez. Az ismétlődő képek (a legfrissebb műholdak néhány perces nagyságrendű frekvenciája) lehetővé teszik a megjelenésük azonnal észlelését és a meteorológiai jelenségek, például hurrikánok, viharok, tornádók és erőszakos áradások, valamint az időjárási körülmények változása a nap folyamán.
A geostacionárius pályán történő keringés nagy hátrányt jelent a poláris műholdak pályájához képest: a térbeli felbontás az 50-szer nagyobb távolság miatt legfeljebb egy kilométer nagyságrendű. A geostacionárius műholdak maximális felbontással rendelkeznek az alpontjukon, az egyenlítő azon pontján, amely felett találhatók. Ez a felbontás csökken, miközben a földi korong szélei felé halad, mivel a látószög parallaxisa egyre jobban legelészik. Így például az északi szélesség 65 fok felett vagy a déli szélesség 65 fok alatt szinte használhatatlanná válnak.
Az összegyűjtött adatokat a meteorológusok az időjárási rendszerek vizuális követésére használják a származtatott adatok ( hőmérséklet és albedo ) kinyerése mellett, hogy megismerjék a légkör és a felhők szerkezetét, azokat az adatokat, amelyek numerikus előrejelzési modellekbe kerülnek . A média ezen időjárási jelentéseiket ezen műholdak hurok animációival is díszíti.
A fent említett különféle országok meteorológiai műholdak flottáját tartják fenn geostacionárius pályán:
A geostacionárius műholdak kiegészítéseként a cirkumpoláris műholdak kis magasságban (~ 720-800 km ) keringenek a Föld körül egy olyan pályán, amelynek erős hajlása a pólusok közelében halad el . Ők nap - szinkron , vagyis, hogy a forgástengely merőleges a tengelyre és a Nap között a Földet. Naponta kétszer haladnak át a földfelszín bármely pontján, ugyanazon a napidőn belül.
Mivel közelebb vannak a felszínhez, ezeknek a műholdaknak jobb a felbontása. Könnyebben meg tudják különböztetni a felhő hőmérsékleti részleteit és látható alakját. Az erdőtüzek és a köd sokkal nyilvánvalóbb. A felhők alakjától és mozgásától függően akár információt is nyerhetünk a szélről. Mivel azonban nem folyamatosan fedik le ugyanazt a földfelszínt, korlátozottabban használják az időjárás valós idejű figyelemmel kísérését. Különösen hasznosak ezen a területen azokon a sarkvidéken, ahol a különböző műholdakról érkező összetett képek gyakoribbak, és lehetővé teszik a geostacionárius műholdak számára szinte láthatatlanok megtekintését.
Hosszabb távú használat esetén azonban ezek a műholdak fontos információkat nyújtanak. Az ezen műholdak által gyűjtött infravörös és látható adatok lehetővé teszik a jelenségek, például a tengeri áramlatok, például az Öböl-áramlat és az El Niño, valamint a légtömegek középtávú mozgásának sokkal pontosabb követését .
Az Egyesült Államok a NOAA TIROS sorozatát párban használja egymással ellentétes pályákon (egy észak és egy dél). Jelenleg a NOAA / TIROS 12 és 14 tartalékban van a pályán, míg a 15, 16, 17 és 18 használatban van (2006). Oroszország rendelkezik a Meteor és a RESURS sorozattal . Kínában és Indiában is vannak cirkumpoláris műholdak.
A meteorológiai műholdakat eredetileg kétféle érzékelővel látták el:
Újabban hozzáadtuk:
A meteorológiai műholdakról származó információk kiegészíthetik a környezeti műholdak más típusait a növényzet , a tenger állapotának és a gleccserek olvadásának változásainak figyelemmel kísérésére . Adataikat a légkör szerkezetének ( stabilitás , hőmérséklet , szél és páratartalom ) levezetésére is feldolgozzák, amely kiegészíti a szárazföldi és a légi állomások adatait a numerikus időjárás-előrejelzési modellek táplálásához .
A hőmérsékletre és a felhőzetre vonatkozó tisztán meteorológiai információk mellett megemlíthetjük:
Az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának saját meteorológiai műholdai vannak a Védelmi Meteorológiai Műholdas Program (DMSP) keretében. Ezek felbontása néhány száz méter (a hajó nagysága) és a fényérzékenység lehetővé teszi, hogy éjszaka is láthasson a láthatóban. Az 1977-es New York-i áramszünet különösen figyelemre méltó volt ezeken a cirkumpoláris műholdakon, amelyek észlelhetik a tűzeseteket, sőt a felszín alatt parázsló forrásokat is.