Cuaca - serangkaian fenomena atmosfer yang relatif berjangka pendek - sulit diprediksi karena banyaknya faktor yang mempengaruhinya, dan variabilitas dampaknya. Atmosfer bumi adalah sistem dinamis yang kompleks, oleh karena itu, untuk meningkatkan akurasi peramalan, setiap saat perlu memperhitungkan keadaannya di berbagai wilayah. Selama beberapa dekade sekarang, satelit meteorologi telah menjadi alat yang diperlukan untuk melakukan penelitian atmosfer dalam skala global.
Awal pengamatan cuaca antariksa
Satelit yang menunjukkan kesesuaian mendasar pesawat ruang angkasa untuk pengamatan meteorologi adalah American TIROS-1, diluncurkan pada 1 April 1960.
Satelit mentransmisikan gambar televisi pertama planet kita dari luar angkasa. Selanjutnya, berdasarkan perangkat jenis ini, satelit meteorologi global dengan nama yang sama dibuat.sistem.
Satelit meteorologi pertama Uni Soviet, Cosmos-122, diluncurkan pada 25 Juni 1966. Itu memiliki peralatan di papan untuk pemotretan dalam rentang optik dan inframerah, memungkinkan untuk mempelajari distribusi awan, bidang es dan lapisan salju, serta mengukur karakteristik suhu atmosfer di sisi siang dan malam Bumi. Sejak 1967, sistem Meteor mulai berfungsi di Uni Soviet, yang menjadi dasar pengembangan sistem meteorologi selanjutnya untuk berbagai tujuan.
Sistem cuaca satelit dari berbagai negara
Beberapa seri satelit, seperti Meteor-Nature, Meteor-2 dan Meteor-3, serta perangkat seri Resurs, menjadi pewaris Meteor. Sejak awal tahun 2000-an, pembuatan kompleks Meteor-3M terus berlanjut. Selain itu, jumlah satelit meteorologi Rusia termasuk dua satelit kompleks Electro-L. Dengan yang pertama, yang bekerja di orbit selama 5 tahun 8 bulan, koneksi terputus pada 2016, yang kedua terus bekerja. Peluncuran satelit ketiga dari seri ini direncanakan.
Di AS, selain sistem TIROS, pesawat ruang angkasa seri Nimbus, ESSA, NOAA, GOES dikembangkan dan digunakan. Beberapa seri NOAA dan GOES sedang dalam layanan.
Sistem cuaca satelit Eropa diwakili oleh dua generasi Meteosat, MetOp, serta ERS dan Envisat yang dihentikan - salah satu perangkat terbesar yang diluncurkan ke orbit rendah Bumi oleh Badan Antariksa Eropa.
Jepang ("Himawari"), Cina ("Fengyun"), India (INSAT-3DR) dan beberapa negara lain memiliki satelit meteorologi sendiri.
Jenis satelit
Pesawat luar angkasa yang termasuk dalam kompleks meteorologi dibagi menjadi dua jenis berdasarkan parameter orbit dan, karenanya, berdasarkan tujuan:
- Satelit geostasioner. Mereka diluncurkan di bidang ekuator, ke arah rotasi Bumi, hingga ketinggian 36.786 km di atas permukaan laut. Kecepatan sudut mereka sesuai dengan kecepatan rotasi planet. Dengan karakteristik orbit seperti itu, satelit jenis ini selalu berada di atas titik yang sama, jika tidak memperhitungkan fluktuasi dan "melayang" yang disebabkan oleh kesalahan orbit dan anomali gravitasi. Mereka terus-menerus mengamati satu area, yaitu sekitar 42% dari permukaan bumi - sedikit kurang dari satu belahan bumi. Satelit-satelit ini tidak memungkinkan pengamatan wilayah dengan garis lintang tertinggi dan tidak memberikan gambar yang mendetail, tetapi mereka memberikan kemungkinan pemantauan situasi secara terus-menerus di wilayah yang luas.
- Satelit kutub. Kendaraan jenis ini bergerak di orbit yang jauh lebih rendah - dari 850 hingga 1000 km, akibatnya mereka tidak memberikan cakupan luas wilayah yang diamati. Namun, orbitnya harus melewati kutub Bumi, dan satu satelit jenis ini mampu "menghapus" seluruh permukaan planet dalam pita sempit (sekitar 2500 km) dengan resolusi yang baik di sejumlah orbit tertentu. Dengan operasi simultan dari dua satelit yang terletak di orbit kutub sinkron matahari, setiap wilayah disurvei dariinterval 6 jam.
Deskripsi umum dan karakteristik satelit meteorologi
Sebuah pesawat ruang angkasa yang dirancang untuk pengamatan meteorologi terdiri dari dua modul: modul layanan (platform satelit) dan pembawa muatan (instrumen). Kompartemen servis menampung peralatan listrik yang menyediakan daya dari panel surya yang dipasang di atasnya bersama dengan radiator dan sistem propulsi. Kompleks teknik radio yang dilengkapi dengan beberapa antena dan sensor untuk memantau situasi heliofisika terhubung ke modul kerja.
Berat peluncuran perangkat semacam itu biasanya mencapai beberapa ton, muatannya dari satu hingga dua ton. Pemegang rekor di antara satelit meteorologi - Envisat Eropa - memiliki berat peluncuran lebih dari 8 ton, yang berguna - lebih dari 2 ton dengan dimensi 10 × 2,5 × 5 m Dengan panel yang dipasang, lebarnya mencapai 26 meter. Dimensi GOES-R Amerika adalah 6,1 × 5,6 × 3,9 m dengan berat peluncuran hampir 5200 kg dan berat kering 2860 kg. Meteor-M Rusia No.2 memiliki diameter tubuh 2,5 m, panjang 5 m, lebar dengan panel surya yang dikerahkan 14 m. Muatan satelit sekitar 1200 kg, berat peluncuran sedikit kurang dari 2800 kg. Di bawah ini adalah foto satelit meteorologi "Meteor-M" No. 2.
Peralatan satelit ilmiah
Biasanya, satelit cuaca membawa dua jenis instrumen sebagai bagian dari peralatan mereka:
- Ikhtisar. Dengan bantuan mereka, gambar televisi dan fotografi dari permukaan tanah dan lautan, awan, salju, dan lapisan es diperoleh. Di antara perangkat ini setidaknya dua perangkat pencitraan multi-zona dalam rentang spektral yang berbeda (terlihat, microwave, inframerah). Mereka menembak pada resolusi yang berbeda. Satelit juga dilengkapi dengan fasilitas pemindaian permukaan radar.
- Mengukur. Melalui instrumen jenis ini, satelit mengumpulkan karakteristik kuantitatif yang mencerminkan keadaan atmosfer, hidrosfer, dan magnetosfer. Karakteristik tersebut meliputi suhu, kelembaban, kondisi radiasi, parameter medan geomagnet saat ini, dll.
Payload satelit meteorologi juga mencakup akuisisi data dan sistem transmisi onboard.
Menerima dan memproses data di Bumi
Satelit dapat beroperasi baik dalam mode penyimpanan informasi dengan transmisi paket data berikutnya ke kompleks penerima dan pemrosesan di darat, dan melakukan transmisi langsung langsung. Data satelit yang diterima oleh kompleks tanah mengalami decoding, di mana informasi tersebut dihubungkan oleh waktu dan koordinat kartografi. Kemudian data dari pesawat luar angkasa yang berbeda digabungkan dan diproses lebih lanjut untuk membuat gambar yang dapat dilihat secara visual.
Organisasi Meteorologi Dunia mengadopsi konsep "langit terbuka", menyatakan akses gratis ke informasi meteorologi - tidak terenkripsidata real-time dari satelit. Untuk melakukan ini, Anda harus memiliki peralatan dan perangkat lunak penerima yang sesuai.
Sistem Pengamatan Meteorologi Internasional
Karena hanya ada satu orbit geostasioner, penggunaannya memerlukan koordinasi antara badan antariksa dan layanan meteorologi (serta kepentingan lainnya) dari berbagai negara. Ya, dan ketika memilih orbit kutub rendah saat ini, tidak mungkin dilakukan tanpa koordinasi. Selain itu, pemantauan satelit terhadap peristiwa cuaca berbahaya (seperti angin topan) membuat upaya layanan hidrometeorologis dan pertukaran informasi yang relevan perlu disatukan, karena cuaca tidak mengenal batas negara.
Harmonisasi isu-isu internasional yang berkaitan dengan penerapan sistem ruang angkasa dalam prakiraan cuaca adalah tanggung jawab Kelompok Koordinasi Satelit Meteorologi dalam WMO. Pembagian sistem cuaca satelit dimulai sejak tahun 1970-an. Koordinasi di bidang ini sangat penting sekarang. Bagaimanapun, konstelasi internasional satelit meteorologi yang ditempatkan di orbit geostasioner mencakup pesawat ruang angkasa dari banyak negara: Amerika Serikat, negara-negara Eropa, Rusia, India, Cina, Jepang, dan Korea Selatan.
Prospek teknologi luar angkasa dalam meteorologi
Satelit cuaca modern adalah bagian dari sistem penginderaan jauh Bumi global dan dengan demikian memiliki prospek pengembangan yang serius.
Pertama, direncanakan untuk memperluas partisipasi mereka dalam pemantauan bahaya alam, bencana alam, fenomena berbahaya, dalam prakiraan perubahan iklim jangka panjang. Kedua, satelit meteorologi Bumi, tentu saja, harus semakin banyak digunakan sebagai alat untuk memperoleh pengetahuan tentang proses di atmosfer dan hidrosfer, serta tentang keadaan medan geomagnetik, baik yang terapan maupun yang bernilai ilmiah mendasar.
