Метеорологический спутник - один из видов искусственных спутников, выполняющий метеорологические наблюдения - с его помощью получают из космоса метеорологические данные. На борту спутника находятся приборы, позволяющие осуществлять мониторинг температуры на поверхности планеты, а также вести мониторинг облачного и снегового покрова.
В метеорологическую систему входят помимо спутников погоды также станции, принимающие и обрабатывающие поступающие сведения.
Методы получения метеоинформации и способы её обработки с помощью метеоспутников изучает спутниковая метеорология.
Метеоспутники вместе со станциями приёма и обработки данных образуют метеорологическую космическую систему.
|
Начнём со статьи профессора Г. Покровского "МЕтеоспутники", опубликованной в журнале "Техника-молодежи" № 10 за 1960 год, то есть за 6 лет до запуска первого метеоспутника. Засухи, наводнения, заморозки продолжают и в наше время еще заметно снижать производительность труда в сельском хозяйстве даже при его высокой организации и механизации. Стихийные бедствия страшны не столько своей разрушительной силой, сколько неожиданностью, с которой они проявляются. Конечно, в настоящее время существует довольно развитая метеорологическая служба. Однако ее прогнозы, особенно долгосрочные, далеко еще не исчерпывают потребности сельского хозяйства. Для планирования сельскохозяйственных работ нужно иметь такой прогноз, который бы мог дать вперед описание погоды примерно на полгода, то есть на время одного вегетационного периода. Следует подчеркнуть, что погоду надо знать достаточно точно в каждый день данного периода. Такой точности, как известно, метеорологические прогнозы не имеют. Чем же это объясняется? Все процессы в атмосфере, определяющие погоду, прежде всего связаны с той энергией, которую атмосфера получает от Солнца в форме различных излучений. Именно их действие и следует принять за одну из основных причин резких изменений погоды в периоды повышенной солнечной активности, Можно считать, что основные факторы, влияющие на изменения погоды, относятся к верхним слоям атмосферы и определяются тем взаимодействием, которое происходит между ними и космическим пространством. Именно в верхних слоях атмосферы следует производить измерения и наблюдения для обоснования прогнозов погоды и решения других важных метеорологических задач, вплоть до выяснения возможностей успешного управления погодой и климатом в отдельных областях земного шара. Однако до последнего времени систематических наблюдений такого рода в верхних слоях атмосферы не осуществлялось. Конечно, много весьма существенных данных получено при помощи советских и американских спутников Земли и космических ракет. Но эти наблюдения пока еще недостаточны по количеству и не проводятся систематически. А обычные метеорологические наблюдения сами по себе не могут обеспечить службу погоды необходимой базой. Для этого нужны не менее систематические наблюдения, проводимые в верхних слоях атмосферы. Эту задачу смогут решить специально оборудованные спутники Земли, «заброшенные» на высоту порядка сотен километров. Орбиты их должны быть полярными, то есть проходящими через полюсы Земли. В частности, возможно создание такой системы искусственных спутников, которые двигались бы на определенных расстояниях друг от друга по одной общей орбите, образуя единое «кольцо спутников». Кроме того, нужно создать систему наземных станций для наблюдения за метеорологическими спутниками и получения от них с помощью автоматической радиосвязи необходимых показаний различных приборов. Решение такой проблемы совместными усилиями нескольких государств могло бы служить отличным стимулом для укрепления всеобщего мира и прогрессивного сотрудничества, основанного на совершенно определенном и реальном деле. Можно предполагать, что уже в течение первого десятилетия существования такой системы экономия за счет повышения эффективности сельского хозяйства на всей земле составит несколько биллионов рублей. Как же могли бы быть устроены метеорологические искусственные спутники? В качестве примера рассмотрим один из возможных вариантов. Метеорологический спутник может нести на себе телевизионный приемник для фиксации облаков и структуры атмосферы, а также приборы, определяющие различные компоненты излучения атмосферы и Солнца. Такой спутник будет иметь средства радиорелейной связи с соседними спутниками и с наземными станциями. Он может быть снабжен небольшими реактивными газовыми двигателями для регулирования его положения на орбите. Эта конструкция является, конечно, в значительной степени фантастической и приведена здесь только в качестве примера, показывающего общий характер техники в метеорологии будущего. |
Однако, впервые, полученные из космоса фото- и телеизображения Земли и облачного покрова использовали для своих нужд метеорологи уже в год написания этой "фантастической" статьи. В апреле 1960 года в США был выведен на орбиту первый специализированный метеоспутник «Тирос-1» (Television and Infrared Observation Satellite — спутник для наблюдений с телевизионным и инфракрасным оборудованием) . Первые снимки, полученные этим аппаратом, показывали облачный покров и крупные географические детали в разрывах — и никаких следов деятельности человека! Первыми такими следами оказались темные пятна в снегах Канады, которые, как выяснилось, были следами расчистки лесов. |
Наблюдения со спутников погоды
|
|
Снимок (в видимой области спектра) является фотографией Земли, на которой представлен характер облачности, её объем и распределение по территории. Гидрометцентр РФ педставляет оперативные спутниковые данные с геостационарных спутников MeteoSat: Облачность — Северная Атлантика, Европа |
|
|
Полученные снимки хранятся в запоминающих устройствах и при пролёте над приемной станцией передаются на наземные станции. Спутник на постоянной орбите находится над определённой точкой в фиксированное время. Для более наглядного представления производится нимация спутниковых снимков |
Существуют две разновидности спутников погоды:
|
|
|
Принципы работы спутников погоды
|
(Схематическое устройство метеорологического спутника "Электро-Л № 2") |
Конструктивно метеоспутник - контейнер, оснащённый двумя или тремя панелями солнечных батарей. Контейнер разделён на герметичные отсеки. В верхнем - энергокомплекс, позволяющий его системам наблюдения подпитываться от солнца. В нижнем находится оборудование для научных наблюдений. Информационная аппаратура на спутниках: Оптические приборы КМСС, МСУ-МР, работающие в различных диапазонах; |
Задачи, которые сегодня решают метеорологические спутниковые комплексы:
- наблюдение за поверхностью и подстилающим слоем;
- мониторинг состояния среды в целом;
- мониторинг ЧС. Можно оперативно отслеживать ЧС не только природного, но и техногенного характера;
- сбор и передача данных с ПСД (наземных, ледовых или дрейфующих).
Спутники покрывают практически всю территорию планеты, но они ведут мониторинг неконтактно, и их наблюдения не всегда являются правильными. В частности, температуру Земли мы измеряем контактно: стоит термометр, и его данные используются для прогнозов. Спутник своим лучом пронизывает всю толщу атмосферы и математически высчитывает, какая может быть температура в определенном месте.
Он неплохо мониторит температуру подстилающей поверхности, но это не все. Мы ощущаем не температуру поверхности планеты, а немножко выше, на уровне двух метров, и это разные вещи. Чтобы составить прогноз, необходимо измерять и прогнозировать температуру во всей толще тропосферы, это единое целое. Достоверные данные дают наземные наблюдения, а не спутниковый мониторинг».
Российские спутники серии «Метеор-М» позволяют получать информацию сквозь облака, мониторить акваторию морей и океанов, в частности Северный морской путь, участвовать в прогнозировании ледовой обстановки. Как работает "Метеор-М"? Это аппарат метеоразведки. Распространение радиоволн зависит от среды, поэтому если есть определенная влажность или еще что-то, все можно зафиксировать. Это примитивное объяснение работы. Спутник в основном определяет влажность, это распространенная технология по всей метеоразведке, и она достаточно точная. Все зависит от того, когда мы получим данные с запущенного метеоспутника.