ليس هناك خطأ في صورة القمر الصناعي للسحب أو الأعاصير. ولكن بخلاف التعرف على صور الأقمار الصناعية للطقس ، كم تعرف عن الأقمار الصناعية للطقس؟
في عرض الشرائح هذا ، سنستكشف الأساسيات ، من كيفية عمل الأقمار الصناعية للطقس إلى كيفية استخدام الصور الناتجة منها للتنبؤ بأحداث الطقس المعينة.
مثل الأقمار الصناعية الفضائية العادية ، الأقمار الصناعية للطقس هي أجسام من صنع الإنسان يتم إطلاقها في الفضاء وتركها لتدور أو تدور حول الأرض. باستثناء بدلاً من إرسال البيانات إلى Earth التي تشغل التلفزيون أو راديو XM أو GPS نظام ملاحة على الأرض ، ينقلون بيانات الطقس والمناخ التي "يرونها" إلينا صور.
تمامًا كما توفر الإطلالات على السطح أو قمم الجبال عرضًا أوسع لمحيطك ، فإن موقع القمر الصناعي للطقس من عدة مئات إلى آلاف الأميال فوق سطح الأرض يسمح بالطقس في جزء مجاور من الولايات المتحدة أو لم يدخل حتى حدود الساحل الغربي أو الشرقي حتى الآن ، ملاحظ. يساعد هذا العرض الموسع أيضًا خبراء الأرصاد الجوية بقعة أنظمة وأنماط الطقس قبل ساعات إلى أيام من اكتشافها بواسطة أجهزة الرصد السطحي ، مثل رادار الطقس.
بما أن الغيوم هي ظاهرة الطقس "تعيش" أعلى في الغلاف الجوي ، فإن الأقمار الصناعية للطقس هي تشتهر بمراقبة الغيوم وأنظمة السحب (مثل الأعاصير) ، لكن الغيوم ليست الشيء الوحيد يرون. تستخدم الأقمار الصناعية للطقس أيضا لرصد الأحداث البيئية التي تتفاعل مع الغلاف الجوي و تغطية واسعة النطاق ، مثل حرائق الغابات والعواصف الترابية والغطاء الثلجي والجليد البحري ودرجات حرارة المحيطات.
الآن بعد أن عرفنا ما هي الأقمار الصناعية الخاصة بالطقس ، دعنا نلقي نظرة على نوعين من الأقمار الصناعية الخاصة بالطقس الموجودة وأحداث الطقس التي من الأفضل اكتشافها.
تدير الولايات المتحدة حاليًا قمرين صناعيين يدوران حول مدار قطبي. POES تسمى (قصيرة صأولار ياتقشر هـبيئي سATL) ، يعمل أحدهما في الصباح وواحد أثناء المساء. كلاهما يعرفان بشكل جماعي باسم TIROS-N.
كان TIROS 1 ، أول قمر صناعي للطقس موجود ، يدور في مدار قطبي ، مما يعني أنه يمر فوق القطبين الشمالي والجنوبي في كل مرة يدور فيها حول الأرض.
تدور الأقمار الصناعية التي تدور في مدار قطبي حول الأرض على مسافة قريبة نسبيًا منها (حوالي 500 ميل فوق سطح الأرض). كما قد تعتقد ، هذا يجعلها جيدة في التقاط صور عالية الدقة ، ولكن العيب في القرب هو أنها لا تستطيع سوى "رؤية" مساحة ضيقة من المنطقة في وقت واحد. ومع ذلك ، نظرًا لأن الأرض تدور من الغرب إلى الشرق تحت مسار قمر صناعي يدور حول مدار قطبي ، فإن القمر الصناعي ينجرف بشكل أساسي غربًا مع كل ثورة أرضية.
لا تمر الأقمار الصناعية التي تدور في مدار قطبي على نفس الموقع أكثر من مرة واحدة يوميًا. يعد هذا أمرًا جيدًا لتقديم صورة كاملة لما يحدث في حالة الطقس من حول العالم ولأجل لهذا السبب ، تعد الأقمار الصناعية التي تدور في مدار قطبي هي الأفضل للتنبؤ بالطقس ومراقبة الظروف الجوية بعيدة المدى مثل النينو وثقب الأوزون. ومع ذلك ، هذا ليس جيدًا لتتبع تطور العواصف الفردية. لذلك ، نعتمد على الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض.
تشغل الولايات المتحدة حاليًا قمرين صناعيين للأرض. الملقب بـ GOES لـ "زمغرور يادائم هـبيئي سatellites ، "واحد يراقب الساحل الشرقي (GOES-East) والآخر ، على الساحل الغربي (GOES-West).
بعد ست سنوات من إطلاق أول قمر صناعي في مدار قطبي ، تم وضع الأقمار الصناعية في المدار. تجلس هذه الأقمار الصناعية على طول خط الاستواء وتتحرك بنفس سرعة دوران الأرض. وهذا يمنحهم مظهر البقاء ثابتًا في نفس النقطة فوق الأرض. كما أنها تتيح لهم عرض المنطقة نفسها باستمرار (نصفي الكرة الأرضية الشمالية والغربية) في جميع أنحاء على مدار اليوم ، وهو مثالي لمراقبة الطقس في الوقت الحقيقي لاستخدامه في التنبؤ بالطقس على المدى القصير ، مثل تحذيرات الطقس القاسية.
ما هو الشيء الوحيد الذي لا تقوم به الأقمار الصناعية بشكل جيد؟ التقط صورًا حادة أو "شاهد" القطبين ، فضلاً عن كونه أخًا في مدار قطبي. من أجل مواكبة السواتل المستقرة بالنسبة إلى الأرض مع الأرض ، يجب أن تدور حول مسافة أكبر منها (على ارتفاع 22،236 ميل (35،786 كم) على وجه الدقة). وعند هذه المسافة الزائدة ، تُفقد تفاصيل الصورة ومشاهد القطبين (بسبب انحناء الأرض).
تقوم المستشعرات الرقيقة الموجودة داخل القمر الصناعي ، والتي تسمى مقاييس الإشعاع ، بقياس الإشعاع (أي الطاقة) المنبعثة من سطح الأرض ، ومعظمها غير مرئي بالعين المجردة. تنقسم أنواع الأقمار الصناعية لطقس الطاقة إلى ثلاث فئات من الطيف الكهرومغناطيسي للضوء: المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة تحت الحمراء إلى تيراهيرتز.
يتم قياس شدة الإشعاع المنبعث في هذه النطاقات الثلاثة أو "القنوات" في وقت واحد ، ثم يتم تخزينها. يعين الكمبيوتر قيمة رقمية لكل قياس داخل كل قناة ثم يحولها إلى بكسل الرمادي. بمجرد عرض كل وحدات البكسل ، تكون النتيجة النهائية هي مجموعة من ثلاث صور ، تظهر كل منها أين تعيش هذه الأنواع الثلاثة المختلفة من الطاقة.
تظهر الشرائح الثلاث التالية نفس وجهة نظر الولايات المتحدة ولكنها مأخوذة من بخار الماء المرئي والأشعة تحت الحمراء. هل يمكنك ملاحظة الاختلافات بين كل منهما؟
الصور من قناة الضوء المرئي تشبه الصور بالأبيض والأسود. هذا لأنه مشابه للكاميرا الرقمية أو 35 مم ، تقوم الأقمار الصناعية الحساسة لأطوال الموجات المرئية بتسجيل أشعة ضوء الشمس المنعكسة من جسم ما. كلما زاد امتصاص ضوء جسم ما (مثل أرضنا ومحيطنا) ، قل الضوء الذي يعكسه للخلف في الفضاء ، وكلما كانت هذه المناطق أكثر قتامة في الطول الموجي المرئي. على العكس من ذلك ، تظهر الكائنات ذات الانعكاسات العالية ، أو البياض (مثل قمم الغيوم) بيضاء ساطعة لأنها ترتد كميات كبيرة من الضوء من على أسطحها.
نظرًا لأن ضوء الشمس مطلوب لالتقاط صور الأقمار الصناعية المرئية ، فلن تكون متاحة أثناء المساء وساعات الليل.
تستشعر قنوات الأشعة تحت الحمراء الطاقة الحرارية المنبعثة من الأسطح. كما هو الحال في الصور المرئية ، تظهر الأجسام الأكثر دفئًا (مثل الأرض والسحب المنخفضة المستوى) التي تمتص الحرارة أكثر قتامة ، بينما تظهر الأجسام الأكثر برودة (السحب العالية) أكثر سطوعًا.
بخار الماء تم الكشف عن طاقته المنبعثة في الأشعة تحت الحمراء إلى نطاق تيراهيرتز من الطيف. مثل الصور المرئية والأشعة تحت الحمراء ، تصور صورها الغيوم ، ولكن الميزة المضافة هي أنها تظهر أيضًا الماء في حالتها الغازية. تبدو ألسنة الهواء الرطبة رمادية أو بيضاء ضبابية ، بينما يتم تمثيل الهواء الجاف بمناطق مظلمة.
يتم تحسين صور بخار الماء في بعض الأحيان للحصول على عرض أفضل. للحصول على صور محسنة ، تعني الألوان الزرقاء والخضراء رطوبة عالية ، والبني ، رطوبة منخفضة.