Sääsatelliitti

Wikipedia

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.)

[muokkaa] Sääsatelliittien historia

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.

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

[muokkaa] Nykyiset sääsatelliitit

Tärkeimmät nykyiset operatiiviset sääsatelliitit ovat lueteltu seuraavassa taulukossa ^[3].

Lähettäjä	Satelliitti tai satelliittisarja	Tärkeimmät instrumentit	Lisätietoja
Geostationariset satelliitit
EUMETSAT	METEOSAT	SEVIRI
NOAA	GOES
Intia	KALPANA 1 (METSAT 1)
Kiina	Feng-Yun
Japani	MTSAT
Korea	COMS	Meteorological Imager	Laukaistaan 2008
Venäjä	GOMS/Elektro		Laukaistaan 2007
Naparataiset satelliitit
EUMETSAT	METOP	AVHRR, ATOVS, IASI	Korvaa NOAA-sarjan aamupäiväsatelliitin
NOAA	NOAA	AVHRR, ATOVS
NOAA	NPOESS	VIIRS	Korvaa NOAA-sarjan iltapäiväsatelliitin, laukaistaan 2009
NASA	EOS	MODIS, AIRS
Kiina	Feng-Yun
Venäjä	Meteor

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^[4]. Nähtäväksi jää, tehdäänkö näin koskaan.

[muokkaa] Mittauskanavat

Sääsatelliiteissa on useita mittausinstrumentteja. Aallonpituusaluetta, jolla instrumentti toimii, kutsutaan kanavaksi. Kanavat voidaan jakaa kahteen päätyyppiin: kuvakanavat joiden mittaustulos (tai eri kanavien mittaustulosten yhdistelmä) on ensisijaisesti tarkoitettu ihmissilmin katsottavaksi, ja luotauskanavat joiden mittaustulos on 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).