¿Qué es satélite meteorológico?

Un satélite terrestre artificial que realiza observaciones meteorológicas de la Tierra y su atmósfera desde el espacio exterior es la parte espacial del sistema de observación meteorológica por satélite.

Los satélites llevan una variedad de sensores meteorológicos remotos que pueden recibir y medir la luz visible, la radiación infrarroja y de microondas de la tierra y su atmósfera, y convertirlas en señales eléctricas para su transmisión a la tierra. La estación terrestre restaura las señales eléctricas enviadas por los satélites y las dibuja en varias imágenes de nubes, superficies terrestres y oceánicas.

Después de un procesamiento y cálculo adicional, se pueden obtener varios datos meteorológicos. El uso de estaciones meteorológicas terrestres, globos, aviones y cohetes para observaciones meteorológicas tiene grandes limitaciones, ya que casi el 80% de las áreas terrestres no se pueden observar.

Los satélites meteorológicos pueden observar un área amplia, un tiempo de observación prolongado y una recopilación rápida de datos de observación, por lo que pueden mejorar la calidad de las predicciones meteorológicas y desempeñar un papel más importante en las predicciones meteorológicas desastrosas.

Los datos meteorológicos proporcionados por los satélites meteorológicos se han utilizado ampliamente en las operaciones meteorológicas diarias, la ciencia meteorológica, la oceanografía y la investigación hidrológica.

Clasificación Lossatélites meteorológicos tienen diferentes métodos de clasificación. Generalmente, los satélites se dividen en dos categorías según sus órbitas: satélites meteorológicos de órbita sincrónica con el sol (también llamados satélites meteorológicos en órbita polar) y satélites meteorológicos en órbita geoestacionaria (denominados satélites meteorológicos geoestacionarios).

El satélite meteorológico de órbita sincrónica con el sol patrulla la superficie global dos veces al día y solo puede realizar observaciones meteorológicas dos veces al día para un área determinada, y el intervalo de observación es de aproximadamente 12 horas.

Su ventaja es que se pueden obtener datos meteorológicos globales. Los satélites meteorológicos de órbita geoestacionaria pueden realizar continuamente observaciones meteorológicas en casi una quinta parte de la Tierra y enviar datos al suelo en tiempo real.

Con 4 satélites dispuestos uniformemente sobre el ecuador, es posible monitorear continuamente la formación y el desarrollo de los sistemas meteorológicos en las latitudes medias y bajas del mundo.

Su desventaja es su poca capacidad para observar el clima en áreas de alta latitud (latitud mayor a 55 °). Estos dos tipos de satélites meteorológicos deben complementarse entre sí. Para los servicios meteorológicos regionales, los satélites meteorológicos de órbita geoestacionaria siguen siendo el pilar fundamental.

Los satélites meteorológicos suelen ser compartidos por militares y civiles. Para satisfacer las necesidades especiales de las actividades militares, también hay satélites meteorológicos militares especiales.

Por ejemplo, el satélite meteorológico militar "Brock" de la órbita sincrónica del sol de los Estados Unidos (ver satélites militares). Según la misión, los satélites meteorológicos se pueden dividir en dos tipos: satélites meteorológicos experimentales y satélites de aplicación de servicios meteorológicos.

Composición del sistema: Lossatélites meteorológicos suelen estar compuestos por dos partes: un sistema especial de observación meteorológica y un sistema de garantía.

El equipo principal del sistema especial de observación meteorológica es el instrumento de teledetección meteorológica. En la actualidad, existen tres instrumentos de teledetección meteorológica de uso común: Radiómetro de barrido multicanal de alta resolución: puede obtener imágenes de nubes visibles e infrarrojas.

La resolución de puntos subsatelitales de las imágenes de nubes de luz visible e infrarroja del satélite meteorológico en órbita sincrónica con el sol es de aproximadamente 1 km; la resolución de puntos subsatelitales de la imagen de nubes de luz visible del satélite meteorológico en órbita geoestacionaria es de 0,9 a 2,5 km , y la resolución del punto sub-satélite de la imagen de la nube infrarroja es de 5-12 kilómetros.

Espectrómetro infrarrojo de alta resolución: puede obtener la distribución vertical de la temperatura y la distribución del vapor de agua de la atmósfera. Ridiómetro de microondas: funciona con un espectrómetro infrarrojo de alta resolución para obtener la distribución de temperatura vertical de la atmósfera debajo de la capa de nubes y el contenido de agua en la nube.

El sistema especial de observación meteorológica también incluye dispositivos de almacenamiento de datos y equipos de transmisión de datos, como unidades de cinta transportadas por satélites.

Características técnicas Lossatélites meteorológicos tienen algunas características en términos de requisitos técnicos y diseño.

Órbita: los satélites meteorológicos adoptan una órbita sincrónica con el sol o una órbita de satélite geoestacionario.

Para garantizar la calidad de las imágenes de las nubes, la órbita sincrónica del sol del satélite meteorológico es circular, la excentricidad es inferior a una milésima, el ángulo de inclinación es superior a 90 ° y la altitud es generalmente de 800 a 1500 kilómetros, por lo que como para obtener imágenes al volar por varias regiones de la tierra, tener las mismas condiciones de iluminación.

Los satélites meteorológicos de órbita geoestacionaria no tienen altos requisitos para mantener la precisión de la posición. La dirección este-oeste es de aproximadamente 0,5 °, la dirección norte-sur es de aproximadamente 1 ° y la excentricidad es inferior a una milésima.

Control de actitud: para garantizar la calidad de imagen de las imágenes de nubes, los satélites meteorológicos deben tener una gran estabilidad de actitud.

Los satélites meteorológicos de órbita sincrónica con el sol requieren una tasa de cambio de actitud de menos de unas milésimas por segundo, y los satélites meteorológicos de órbita geoestacionaria requieren una tasa de cambio de actitud de menos de 0,0002 grados por segundo y menos de 0,002 grados por media hora.

Por lo general, se requiere que la precisión del control de actitud de los satélites meteorológicos sea de 0,5 ° ± 1 °.

Transmisión de datos: hay cuatro tipos de transmisión de datos por satélites meteorológicos: los datos originales obtenidos por los instrumentos de teledetección meteorológica se transmiten a la estación del centro de procesamiento de datos en tierra.

La banda de frecuencia comúnmente utilizada es de 1700 MHz, y la velocidad de transmisión de datos es alta hasta 28 Mbit / s; Meteorología Una vez que los datos obtenidos por los instrumentos de teledetección se procesan inicialmente en el satélite, los datos meteorológicos, como las imágenes de nubes, se envían a la tierra en tiempo real.

Las bandas de frecuencia comúnmente utilizadas son 137 MHz y 1700 MHz, y la tasa de transmisión de datos es baja; los datos obtenidos por los instrumentos meteorológicos de teledetección se transmiten al suelo para varios procesamientos de datos, y luego transmiten imágenes de nubes y otros datos meteorológicos a varios lugares a través de satélites meteorológicos.

La banda de frecuencia comúnmente utilizada es de 1700 MHz ; recopilar datos ambientales como temperatura, presión y humedad obtenidos por estaciones meteorológicas terrestres, boyas automáticas marinas y estaciones meteorológicas automáticas instaladas en áreas no tripuladas Las bandas de frecuencia son 401 y 468 MHz.

El desarrollo de la serie principal de satélites " Satélites meteorológicos" ha pasado por dos etapas de experimentación y aplicación. Además de los Estados Unidos y la Unión Soviética, Japón y la Agencia Espacial Europea también lanzaron satélites meteorológicos en 1977.

Estos países y organizaciones han participado en la primera fase del programa mundial de investigación atmosférica organizado por la Organización Meteorológica Mundial (OMM) ( Figura 1). Las principales series de satélites meteorológicos son:

Serie de satélites meteorológicos "Meteor": consulte Satélite "Meteor".

Serie de satélites meteorológicos "Tyros": la primera serie de satélites meteorológicos experimentales lanzada por los Estados Unidos. Se lanzaron un total de 10 satélites entre 1960 y 1965. A excepción de los dos últimos en órbitas sincrónicas con el sol, los ángulos de inclinación orbital restantes son 48 ° y 58 °. °.

Satélite "Isa": la primera generación de satélites de aplicación de servicio meteorológico de órbita solar sincrónica de EE. UU. De 1966 a 1969, se lanzaron sucesivamente 9 satélites, con una inclinación orbital de unos 102 °, una altitud orbital de unos 1.400 kilómetros y una resolución de puntos subsatelitales de 4 kilómetros.

Serie de satélites "Tyros N / NOA": consulte Satélite "Tyros N / NOA".

"Satélite meteorológico geoestacionario" (GMS): satélite de aplicación del servicio meteorológico de órbita geoestacionaria de Japón (Figura 2), un total de 2 satélites, lanzado en 1977 y 1981, respectivamente, la resolución de puntos subsatelitales de las imágenes de luz visible y nubes infrarrojas fueron 1,25 kilómetros y 5 kilómetros.

"Meteosat" (Meteosat): el satélite del servicio meteorológico de órbita geoestacionaria de la Agencia Espacial Europea, un total de 2 satélites, lanzado en 1977 y 1981 respectivamente, la resolución de puntos subsatelitales de luz visible, imagen de nube infrarroja e imagen de vapor de agua es de 2,5 kilómetros respectivamente, 5 km y 5 km.

"Satélite de servicio del entorno geoestacionario": consulte "Satélite de servicio del entorno geoestacionario".

"Insat" (Insat): satélite de usos múltiples de la India para comunicaciones, radiodifusión y meteorología. Sus imágenes de nubes de luz visible e infrarroja tienen resoluciones de puntos subsatelitales de 2,7 kilómetros y 11 kilómetros, respectivamente.