Sääsatelliitti

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
GOES-8, Yhdysvaltain sääsatelliitti.
GOES-2 sääsatelliitti.

Sääsatelliitti on satelliitti, jonka mittauksia käytetään sään havainnoimiseen. Niitä on kahta päätyyppiä: geostationaariset satelliitit kiertävät Maata päiväntasaajan yläpuolella samalla nopeudella kuin Maa pyörii. Ne pysyvät jatkuvasti saman alueen yläpuolella. Naparatasatelliitit kulkevat melkein navalta navalle mutta hiukan vinoon, ikään kuin lankaa kierretään kerälle. Ne kulkevat jokaisen maapallon pisteen yli mutta saman paikan yli vain kahdesti vuorokaudessa. (Lisää satelliittiradoista artikkeleissa satelliitti ja kiertorata.)

Sääsatelliittien historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ensimmäinen kiertoradalla olevasta satelliitista otettu kuva Maasta. Explorer 6:n 14.8.1959 ottamassa kuvassa näkyy Tyynenmeren pilvipeitettä auringonvalossa.

Yhdysvalloissa sään seuranta avaruudesta alkoi Explorer 7 -satelliitista (kaksi ensimmäistä, Vanguard 2 ja Explorer 6 epäonnistuivat) vuonna 1959[1]. Sen alun voimahahmoja oli tohtori Verner Suomi. Ensimmäinen todellinen sääsatelliitti oli TIROS vuonna 1960 ja ensimmäinen operatiivinen sääsatelliittisarja oli ESSA (laukaistiin vuosina 1966-1969). Sittemmin NOAA ja Yhdysvaltain ilmavoimat ovat tehneet omia sääsatelliittejaan. Yhdysvaltain ilmavoimien satelliittisarja on nimeltään DMSP(Lähitulevaisuudessa NOAA- ja DMSP-satelliitit yhdistetään NPOESS-satelliittisarjaksi[2]). Ensimmäinen geostationaarinen satelliitti ATS laukaistiin vuonna 1966, mutta ensimmäinen operatiivinen GOES-satelliitti vasta vuonna 1975.

Neuvostoliitto laukaisi ensimmäiset operatiiviset Meteor-naparatasatelliittinsa vuonna 1969. Japani laukaisi oman geostationaarisen satelliittinsa vuonna 1977 ja EUMETSAT ensimmäisen Meteosat-satelliitin vuonna 1978. Intia laukaisi laukaisi ensimmäiset naparatasatelliittinsa vuonna 1979 ja geostationaarisen satelliitin vuonna 1983.

Kaikkiaan 1960-2008 on laukaistu 169 sääsatelliittia [3]:

  • 75 venäläistä
  • 67 yhdysvaltalaista
  • 10 länsieurooppalaista
  • 9 kiinalaista
  • 8 japanilaista

Satelliittidatan käyttö on levinnyt asteittain. Heti alusta lähtien kuvamuotoista dataa on käytetty mm. pilvihavaintoina. Datasta on laskettu myös erilaisia tuotteita, kuten merenpintalämpötila tai tuulitietoa pilvien liikkeen perusteella. Datan laajamittainen käyttö numeerisissa sääennusteissa pääsi kuitenkin täyteen vauhtiin vasta 1990-luvulla (katso lisää artikkelista Ilmakehän kaukokartoitus).

Nykyiset sääsatelliitit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tärkeimmät nykyiset operatiiviset sääsatelliitit ovat lueteltu seuraavassa taulukossa.[4]

Lähettäjä Satelliitti tai satelliittisarja Tärkeimmät instrumentit Lisätietoja
Geostationariset satelliitit
EUMETSAT MSG, MTG SEVIRI MSG:ssä MSG laukaistu 2000-luvulla, MTG vuoden 2015 jälkeen
NOAA GOES
Intia Kalpana-1 (MetSat 1) Radiometri Laukaisu vuonna 2002
Kiina Feng-Yun Laukaisu vuonna 2008.
Japani MTSAT
Korea COMS Sää- ja merikamera Laukaistiin vuonna 2010
Venäjä Elektro alias GOMS Laukaistiin vuonna 2011, seuraava vuonna 2012.
Naparataiset satelliitit
EUMETSAT METOP AVHRR, ATOVS, IASI Korvaa NOAA-sarjan aamupäiväsatelliitin
NOAA NOAA AVHRR, ATOVS
NOAA ja DOD NPOESS VIIRS Ohjelma keskeyttiin vuonna 2010. NPOESSin piti korvata NOAA-sarjan iltapäiväsatelliitin.
NASA NPP Laukaistaan vuonna 2011
NASA EOS-ohjelman satelliitit MODIS, AIRS Terra, Aqua ja Aura satelliitit (otsoni, laukaisu 2004)
Kiina Feng-Yun Laukaisu vuonna 2010.
Venäjä Meteor Tutka Laukaisut vuosina 2008 ja 2009.
  • METEOSAT-satelliiteista pyritään pitämään yksi pituuspiirillä 0°.
  • EOS-satelliitit ovat tutkimussatelliitteja, mutta niiden instrumentteja käytetään myös operatiivisesti.

Kansallisten satelliittien ongelma on, ettei niiden aineisto ole useinkaan yleisesti saatavilla tai aineistosta puuttuu olennaista tietoa kuten kalibrointitieto. Esimerkiksi venäläisten RESURS-satelliiteista ei ole paljoakaan tietoa Venäjän ulkopuolella. Kiinalaisten FY-1-sarjan satelliittien kalibrointitieto on myös hankalasti saatavilla. ECMWF, joka hanakasti käyttää saatavilla olevaa satelliittidataa, ei käytä näiden satelliittien dataa lainkaan.

Myös kaupalliset edut ja sotilaalliset näkemykset voivat erota. Esimerkiksi eurooppalaiset toimijat ovat pitäneet hyvinkin tiukasti kiinni omasta datastaan, kun taas yhdysvaltaisten satelliittien aineisto on ollut yleisesti saatavilla. Toisaalta yhdysvaltalaisten näkemys turvallisuusnäkökohdista on eurooppalaista tiukempi, ja he pidättävät oikeuden rajoittaa satelliittiaineiston saatavuutta kriisitilanteessa. Esimerkiksi EUMETSATin METEOSAT-satelliittien kaikki data on salattu, mutta EUMETSATin METOP-satelliittien mukana olevien yhdysvaltalaisten instrumentin data on salaamatonta, mutta mahdollisessa kriisitilanteessa tämä data voidaan salata[5].

Mittauskanavat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sääsatelliiteissa on useita mittausinstrumentteja. Aallonpituusaluetta, jolla instrumentti toimii, kutsutaan kanavaksi. Kanavat voidaan jakaa kahteen päätyyppiin: kuvakanaviin ja luotauskanaviin. Kuvakanavien mittauksista (tai eri kanavien mittaustulosten yhdistelmistä) voidaan laskea fysikaalisia suureita (esimerkiksi merenpinnan lämpötila tai pilvien yläpinnan korkeus) tai ihminen voi tulkita niistä tehtyjä kuvia subjektiivisesti (Katso Satelliittikuvien RGB-yhdistelmät). Luotauskanavien mittaukset ovat ensisijaisesti syöttötietoa ilmakehää numeerisesti kuvaaville sääennustusmalleille. Kanavien määrä vaihtelee instrumentin käyttötarkoituksesta riippuen muutamasta (kuvaavat instrumentit) jopa tuhansiin (luotausinstrumentit).

Sääsatelliittien kartoittamat aallonpituusalueet voidaan jakaa karkeasti auringon heijastamaan lyhytaaltoiseen säteilyyn ja maapallon säteilemään pitkäaaltoiseen säteilyyn. (Katso myös Sähkömagneettinen spektri)

  • Auringon heijastama säteily voidaan jakaa näkyvän valon alueeseen (0,5–1,1 mikrometriä) ja lähi-infrapuna-alueeseen (1,1–3,9 mikrometriä). Havaintoja käytetään esimerkiksi pilvien kartoittamiseen, lumen ja jään havainnointiin sekä kasvillisuuden kehityksen tarkkailuun.
  • Pitkäaaltoista säteilyä käytetään pilvien kartoittamiseen öin ja päivin. Infrapunasäteily kertoo säteilijän lämpötilasta, joten vähemmän säteilevät pilvet ovat kylmempiä, ja koska lämpötila laskee troposfäärissä ylöspäin, voidaan yleensä päätellä että kylmemmät pilvet ovat korkeampia. Niin sanotuilla "ikkuna-alueilla", joilla säteily läpäisee koko ilmakehän, voidaan arvioida myös maanpinnan lämpötilaa. Jos ilmakehä on vain osaksi läpäisevä, kuten vesihöyrykanavilla (5,7–7,1 mikrometriä), saadaan tietoa myös ilmakehän lämpötilan ja kosteuden pystyrakenteesta (lisää artikkelissa Ilmakehän kaukokartoitus).

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Kidderin ja Vonder Haarin kirjassa on hyvä yhteenveto historiasta
  2. http://www.publicaffairs.noaa.gov/grounders/npoess.html
  3. http://claudelafleur.qc.ca/Scfam-meteo.html
  4. http://www.eumetsat.int/Home/Main/Publications/CGMS_Publications/CGMS_Meeting_Reports/groups/sir/documents/document/pdf_cgms-34_report.pdf
  5. http://www.eumetsat.int/Home/Main/Media/Press_Releases/005264?l=en

Yleiset lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Kidder, S. Q., and T. H. Vonder Haar, 1995: Satellite Meteorology: An Introduction, Academic Press, San Diego, 466 pp.