Det er ingen feil ved et satellittbilde av skyer eller orkaner. Men annet enn å gjenkjenne værsatellitt-bilder, hvor mye vet du om værsatellitter?
I denne lysbildefremvisningen skal vi utforske det grunnleggende, fra hvordan værsatellitter fungerer til hvordan bildene som er produsert fra dem, brukes til å predikere visse værhendelser.
Som vanlige romsatellitter er værsatellitter menneskeskapte gjenstander som blir skutt ut i verdensrommet og overlatt til å sirkle, eller bane rundt jorden. Bortsett fra i stedet for å overføre data tilbake til jorden som styrer TV, XM-radio eller GPS navigasjonssystem på bakken, de overfører vær- og klimadata som de "ser" tilbake til oss i bilder.
Akkurat som utsikt over taket eller fjelltoppen gir et bredere syn på omgivelsene dine, en værsatellits beliggenhet flere hundre til tusenvis av miles over jordas overflate gjør at været i en nærliggende del av USA eller som ikke en gang har kommet inn på vest- eller østkystgrensene ennå, kan være observert. Denne utvidede visningen hjelper også
meteorologer spot værsystemer og mønstre timer til dager før de blir oppdaget av overflateobservasjonsinstrumenter, som værradar.Siden skyer er værfenomener som "lever" høyest i atmosfæren, er værsatellitter beryktet for å overvåke skyer og skysystemer (for eksempel orkaner), men skyer er ikke det eneste de ser. Værsatellitter brukes også til å overvåke miljøhendelser som interagerer med atmosfæren og har bred arealdekning, for eksempel skogbranner, støvstormer, snødekke, havis og havtemperaturer.
Nå som vi vet hva værsatellitter er, la oss se på de to slags værsatellittene som finnes og værhendelsene hver er best til å oppdage.
USA opererer for tiden to polar-kretsende satellitter. Ringte POES (forkortelse for POlar Operating Environmental Satellitt), en opererer om morgenen og en på kvelden. Begge er samlet kjent som TIROS-N.
TIROS 1, den første værsatellitten som eksisterte, var polar-kretsende, noe som betyr at den passerte over Nord- og Sørpolen hver gang den kretset rundt Jorden.
Polar-kretsende satellitter sirkler jorden i relativt nær avstand til den (omtrent 500 mil over jordens overflate). Som du kanskje tror, gjør dette dem gode til å ta bilder med høy oppløsning, men en ulempe ved å være så nærme er at de bare kan "se" et smalt område av området på en gang. Men fordi jorden roterer vest-til-øst under en polar-bane satellittbane, driver satellitten i hovedsak vestover med hver jordrevolusjon.
Polar-kretsende satellitter passerer aldri over det samme stedet mer enn en gang daglig. Dette er bra for å gi et fullstendig bilde av hva som skjer værmessig over hele kloden og for av denne grunn er polar-bane satellitter best for værvarsel og overvåkingsforhold på lang avstand som El Niño og ozonhullet. Dette er imidlertid ikke så bra for å spore utviklingen av individuelle stormer. For det er vi avhengige av geostasjonære satellitter.
USA opererer for tiden to geostasjonære satellitter. Kallenavnet GOES for "Geostationary Operational Environmental Satellitter, "den ene holder vakt over østkysten (GOES-øst) og den andre over vestkysten (GOES-vest).
Seks år etter at den første polar-bane-satellitten ble lansert, ble geostasjonære satellitter satt i bane. Disse satellittene "sitter" langs ekvator og beveger seg med samme hastighet som jorden roterer. Dette gir dem utseendet av å holde seg på samme punkt over jorden. Det lar dem også kontinuerlig se den samme regionen (den nordlige og den vestlige halvkule) over hele regionen løpet av en dag, noe som er ideelt for å overvåke sanntidsvær for bruk i kortsiktig værvarsel, som advarsler om alvorlig vær.
Hva er en ting som geostasjonære satellitter ikke gjør så bra? Ta skarpe bilder eller "se" stolpene i tillegg til at det er en polar-kretsende bror. For at geostasjonære satellitter skal holde tritt med Jorden, må de gå i bane i større avstand fra den (en høyde på 22736 miles (35,786 km) for å være nøyaktig). Og på denne økte avstanden går både bildedetaljer og utsikt over polene (på grunn av jordens krumning) tapt.
Delikate sensorer i satellitten, kalt radiometre, måler stråling (dvs. energi) gitt av jordoverflaten, hvorav det meste er usynlig for det blotte øye. Typene energi værsatellitter måler faller inn i tre kategorier av det elektromagnetiske lysspekteret: synlig, infrarødt og infrarødt til terahertz.
Strålingsintensiteten som sendes ut i alle disse tre båndene, eller "kanaler", måles samtidig og lagres deretter. En datamaskin tilordner en numerisk verdi til hver måling i hver kanal og konverterer disse til en gråskala-piksel. Når alle pikslene er vist, er sluttresultatet et sett med tre bilder, som hver viser hvor disse tre forskjellige energitypene "lever."
De neste tre lysbildene viser den samme utsikten over USA, men hentet fra den synlige, infrarøde og vanndampen. Kan du merke forskjellene mellom hver?
Bilder fra den synlige lyskanalen ligner svart-hvitt-fotografier. Det skyldes at satellitter som er følsomme for synlige bølgelengder, som ligner et digitalt eller 35 mm kamera, registrerer solstråler som reflekteres av et objekt. Jo mer sollys en gjenstand (som vårt land og havet) absorberer, jo mindre lys reflekterer den ut igjen i rommet, og jo mørkere vises disse områdene i den synlige bølgelengden. Motsatt virker objekter med høy refleksjonsevne, eller albedoer (som skyetoppene) lysest hvite fordi de spretter store mengder lys ut av overflatene.
Siden det er nødvendig med sollys for å ta synlige satellittbilder, er de ikke tilgjengelige på kvelden og natten over.
Infrarøde kanaler opplever varmeenergi gitt av overflater. Som i synlige bilder, blir varmeste gjenstander (som land og skyer på lavt nivå) som suger opp varme mørkest, mens kaldere objekter (høye skyer) virker lysere.
Vanndamp blir oppdaget for sin energi som sendes ut i det infrarøde til terahertz-spekteret. Som synlig og IR, skildrer bildene skyer, men en ekstra fordel er at de også viser vann i gassform. Fuktige tungetoner av luft fremstår som en tåkete grå eller hvit, mens tørr luft er representert av mørke regioner.
Vanndampbilder er noen ganger fargeforbedret for bedre visning. For forbedrede bilder betyr blålys og greener høy fuktighet, og brune, lav fuktighet.