Ang lagay ng panahon - isang set ng medyo panandaliang atmospheric phenomena - ay mahirap hulaan dahil sa malaking bilang ng mga salik na nakakaapekto dito, at ang pagkakaiba-iba ng epekto ng mga ito. Ang kapaligiran ng Earth ay isang kumplikadong dynamic na sistema, samakatuwid, upang mapabuti ang katumpakan ng pagtataya, kinakailangang isaalang-alang ang estado nito sa iba't ibang mga rehiyon sa bawat sandali. Sa loob ng ilang dekada ngayon, ang mga meteorological satellite ay isang kinakailangang kasangkapan para sa pagsasagawa ng atmospheric research sa isang pandaigdigang saklaw.
Simula ng mga obserbasyon sa lagay ng panahon sa kalawakan
Ang satellite na nagpakita ng pangunahing pagiging angkop ng spacecraft para sa meteorological observation ay ang American TIROS-1, na inilunsad noong Abril 1, 1960.
Ipinadala ng satellite ang unang imahe sa telebisyon ng ating planeta mula sa kalawakan. Kasunod nito, batay sa mga device ng ganitong uri, nilikha ang global meteorological satellite ng parehong pangalan.system.
Ang unang meteorological satellite ng USSR, Cosmos-122, ay inilunsad noong Hunyo 25, 1966. Mayroon itong sakay na kagamitan para sa pagbaril sa optical at infrared range, na naging posible na pag-aralan ang pamamahagi ng mga ulap, yelo at snow cover, gayundin ang pagsukat ng mga katangian ng temperatura ng atmospera sa araw at gabi na bahagi ng Earth. Mula noong 1967, nagsimulang gumana ang Meteor system sa USSR, na naging batayan ng kasunod na binuong meteorological system para sa iba't ibang layunin.
Satellite weather system ng iba't ibang bansa
Ilang serye ng mga satellite, tulad ng Meteor-Nature, Meteor-2 at Meteor-3, pati na rin ang mga device ng Resurs series, ang naging tagapagmana ng Meteor. Mula noong simula ng 2000s, nagpatuloy ang paglikha ng Meteor-3M complex. Bilang karagdagan, ang bilang ng mga meteorological satellite ng Russia ay kasama ang dalawang satellite ng Electro-L complex. Sa una sa kanila, na nagtrabaho sa orbit sa loob ng 5 taon at 8 buwan, nawala ang koneksyon noong 2016, ang pangalawa ay patuloy na gumagana. Ang paglulunsad ng ikatlong satellite ng seryeng ito ay pinlano.
Sa USA, bilang karagdagan sa sistema ng TIROS, binuo at ginamit ang spacecraft ng seryeng Nimbus, ESSA, NOAA, GOES. Kasalukuyang nasa serbisyo ang ilang serye ng NOAA at GOES.
European satellite weather system ay kinakatawan ng dalawang henerasyon ng Meteosat, MetOp, pati na rin ang hindi na ipinagpatuloy na ERS at Envisat - isa sa pinakamalaking device na inilunsad sa mababang Earth orbit ng European Space Agency.
Japan ("Himawari"), China ("Fengyun"), India (INSAT-3DR) at ilang iba pang bansa ay may sariling meteorological satellite.
Mga uri ng satellite
Spacecraft na kasama sa meteorological complex ay nahahati sa dalawang uri ayon sa mga parameter ng orbit at, ayon dito, ayon sa layunin:
- Geostationary satellite. Inilunsad ang mga ito sa equatorial plane, sa direksyon ng pag-ikot ng Earth, sa taas na 36,786 km sa ibabaw ng dagat. Ang kanilang angular velocity ay tumutugma sa bilis ng pag-ikot ng planeta. Sa ganitong mga katangian ng orbital, ang mga satellite ng ganitong uri ay palaging nasa itaas ng parehong punto, kung hindi mo isinasaalang-alang ang mga pagbabago at "drift" na dulot ng mga error sa pag-oorbit at gravitational anomalya. Patuloy nilang inoobserbahan ang isang lugar, na humigit-kumulang 42% ng ibabaw ng mundo - mas mababa ng kaunti sa isang hemisphere. Hindi pinapayagan ng mga satellite na ito ang pagmamasid sa mga rehiyon ng pinakamataas na latitude at hindi nagbibigay ng detalyadong larawan, ngunit nagbibigay sila ng posibilidad ng patuloy na pagsubaybay sa sitwasyon sa malalaking rehiyon.
- Polar satellite. Ang mga sasakyan ng ganitong uri ay gumagalaw sa mas mababang mga orbit - mula 850 hanggang 1000 km, bilang isang resulta kung saan hindi sila nagbibigay ng malawak na saklaw ng naobserbahang teritoryo. Gayunpaman, ang kanilang mga orbit ay kinakailangang dumaan sa mga pole ng Earth, at ang isang satellite ng ganitong uri ay may kakayahang "alisin" ang buong ibabaw ng planeta sa makitid (mga 2500 km) na mga banda na may mahusay na resolusyon sa isang tiyak na bilang ng mga orbit. Sa sabay-sabay na operasyon ng dalawang satellite na matatagpuan sa sun-synchronous polar orbits, ang bawat rehiyon ay sinuri mula sapagitan ng 6 na oras.
Pangkalahatang paglalarawan at mga katangian ng meteorological satellite
Ang isang spacecraft na idinisenyo para sa meteorological observation ay binubuo ng dalawang module: isang service module (satellite platform) at isang payload carrier (instruments). Naglalaman ang service compartment ng power equipment na nagbibigay ng kuryente mula sa mga solar panel na naka-mount dito kasama ng radiator at propulsion system. Ang isang radio engineering complex na nilagyan ng maraming antenna at sensor para sa pagsubaybay sa heliophysical na sitwasyon ay konektado sa gumaganang module.
Ang bigat ng paglulunsad ng mga naturang device ay karaniwang umaabot ng ilang tonelada, ang kargamento ay mula isa hanggang dalawang tonelada. Ang may hawak ng record sa mga meteorolohiko satellite - ang European Envisat - ay may bigat ng paglunsad na higit sa 8 tonelada, isang kapaki-pakinabang - higit sa 2 tonelada na may sukat na 10 × 2.5 × 5 m. Sa mga naka-deploy na panel, ang lapad nito ay umabot sa 26 metro. Ang mga sukat ng American GOES-R ay 6.1 × 5.6 × 3.9 m na may halos 5200 kg ng launch weight at 2860 kg ng dry weight. Ang Russian Meteor-M No. 2 ay may diameter ng katawan na 2.5 m, isang haba ng 5 m, isang lapad na may naka-deploy na mga solar panel na 14 m. Ang kargamento ng satellite ay halos 1200 kg, ang bigat ng paglulunsad ay bahagyang mas mababa sa 2800 kg. Nasa ibaba ang larawan ng meteorological satellite na "Meteor-M" No. 2.
Scientific satellite equipment
Bilang panuntunan, ang mga weather satellite ay nagdadala ng dalawang uri ng instrumento bilang bahagi ng kanilang kagamitan:
- Pangkalahatang-ideya. Sa kanilang tulong, ang telebisyon at mga photographic na imahe ng ibabaw ng lupa at karagatan, ulap, snow at yelo ay nakuha. Kabilang sa mga device na ito ay hindi bababa sa dalawang multi-zone imaging device sa iba't ibang spectral range (nakikita, microwave, infrared). Nag-shoot sila sa iba't ibang mga resolusyon. Nilagyan din ang mga satellite ng radar surface scanning facility.
- Pagsukat. Sa pamamagitan ng mga instrumento ng ganitong uri, kinokolekta ng satellite ang mga quantitative na katangian na sumasalamin sa estado ng atmospera, hydrosphere, at magnetosphere. Kabilang sa mga naturang katangian ang temperatura, halumigmig, kundisyon ng radiation, kasalukuyang mga parameter ng geomagnetic field, atbp.
Kasama rin sa meteorological satellite payload ang onboard data acquisition at transmission system.
Pagtanggap at pagpoproseso ng data sa Earth
Ang satellite ay maaaring gumana sa parehong paraan ng pag-iimbak ng impormasyon na may kasunod na paghahatid ng isang data packet sa isang ground receiving at processing complex, at magsagawa ng direktang direktang paghahatid. Ang data ng satellite na natanggap ng ground complex ay napapailalim sa pag-decode, kung saan ang impormasyon ay naka-link sa pamamagitan ng oras at cartographic na mga coordinate. Pagkatapos ang data mula sa iba't ibang spacecraft ay pinagsama-sama at higit pang pinoproseso upang lumikha ng nakikitang mga larawan.
Pinagtibay ng World Meteorological Organization ang konsepto ng "open sky", na nagdedeklara ng libreng access sa meteorological information - hindi naka-encryptreal-time na data mula sa mga satellite. Para magawa ito, dapat mayroon kang naaangkop na kagamitan at software sa pagtanggap.
International Meteorological Observing System
Dahil mayroon lamang isang geostationary orbit, ang paggamit nito ay nangangailangan ng koordinasyon sa pagitan ng mga ahensya ng kalawakan at meteorolohiko (pati na rin ng iba pang interesado) na mga serbisyo ng iba't ibang bansa. Oo, at kapag pumipili ng mababang polar orbit sa kasalukuyang panahon, imposibleng gawin nang walang koordinasyon. Bilang karagdagan, ang pagsubaybay ng satellite sa mga mapanganib na kaganapan sa panahon (tulad ng mga bagyo) ay ginagawang kinakailangan upang pag-isahin ang mga pagsisikap ng mga serbisyong hydrometeorological at makipagpalitan ng may-katuturang impormasyon, dahil ang panahon ay walang alam na hangganan ng estado.
Ang
Pagsasama-sama ng mga internasyonal na isyu na may kaugnayan sa aplikasyon ng mga sistema ng kalawakan sa pagtataya ng panahon ay responsibilidad ng Coordinating Group para sa Meteorological Satellites sa loob ng WMO. Ang pagbabahagi ng mga satellite weather system ay nagsimula noong 1970s. Ang koordinasyon sa lugar na ito ay lalong mahalaga ngayon. Pagkatapos ng lahat, ang internasyonal na konstelasyon ng meteorological satellite na inilagay sa geostationary orbit ay kinabibilangan ng spacecraft mula sa maraming bansa: ang United States, European na bansa, Russia, India, China, Japan, at South Korea.
Mga prospect para sa teknolohiya sa kalawakan sa meteorology
Ang mga modernong weather satellite ay bahagi ng pandaigdigang Earth remote sensing system at dahil dito ay may mga seryosong inaasahang pag-unlad.
Una, pinaplanong palawakin ang kanilang partisipasyon sa pagsubaybay sa mga natural na hazard, natural na sakuna, mapanganib na phenomena, sa pagtataya ng pangmatagalang pagbabago ng klima. Pangalawa, ang meteorological satellite ng Earth, siyempre, ay dapat na lalong gamitin bilang mga tool para sa pagkuha ng kaalaman tungkol sa mga proseso sa atmospera at hydrosphere, gayundin ang tungkol sa estado ng geomagnetic field, parehong inilapat at pangunahing pang-agham na halaga.
