Zdjęcia satelitarne i radarowe to przydatne narzędzia, które pozwalają poznać aktualną sytuację pogodową. Są to rzeczywiste obserwacje, które uzupełniają prognozę pogody.
W tym artykule omówione zostaną następujące zagadnienia:
I. Satelita
Satelity znajdują się w kosmosie i dają nam zupełnie inny punkt widzenia niż ludzie z Ziemi. Zamiast patrzeć na chmury z dołu, satelity dają nam widok z góry.
Większość zdjęć satelitarnych dostępnych online pochodzi z satelitów geostacjonarnych . Satelity geostacjonarne pozostają nieruchome nad tym samym punktem nad Ziemią przez cały czas. Posiadanie „stałego” punktu widzenia na niebie pozwala im widzieć ten sam obraz przez cały czas, co idealnie nadaje się do tworzenia animacji czasowych i obserwowania ruchu chmur na niebie.
Pięć satelitów geostacjonarnych pokrywa cały glob, z wyjątkiem bardzo wysokich szerokości geograficznych położonych blisko biegunów.
źródło: https://ncics.org/
Poniżej przedstawiono różne rodzaje obrazów utworzonych przez satelity geostacjonarne.
1) Widoczny
To zdjęcie satelitarne jest tym samym, co zobaczyłbyś na własne oczy, patrząc przez okno satelity. Obraz ten pokazuje położenie chmur i ułatwia lokalizację dużych układów pogodowych, takich jak duże niże baryczne czy huragany.
Im bielsza chmura, tym zazwyczaj grubsza. Zatem gruba chmura, taka jak cumulonimbus, będzie całkowicie biała, a cienka chmura, taka jak cirrus, będzie szara.
Poniższy obraz, ponieważ jest widoczny jak ludzkie oko, jest dostępny jedynie w ciągu dnia, a nie w nocy, co stanowi spore ograniczenie.
Źródło: https://learningweather.psu.edu/
Widoczny obraz huraganu Katrina (2015)
Źródło: https://www.researchgate.net/
2) Podczerwień
Satelity podczerwieni pozwalają nam mierzyć temperaturę przeszkody, w którą najpierw uderzyła wiązka wysłana przez satelitę. Technologia ta jest taka sama jak w goglach noktowizyjnych na podczerwień, które umożliwiają widzenie w nocy ciepłych ciał i obiektów.
Jeśli jest pochmurno, długość fali z satelity najpierw trafia w górną część chmury i jest odbijana z powrotem do satelity. Można obliczyć temperaturę emisji w górnej części chmury, co wskazuje wysokość wierzchołka chmury. Zatem:
Kolor biały oznacza chmurę, której wierzchołek znajduje się bardzo wysoko (np. cirrus, cirrostratus, cumulonimbus)
Mniej biały kolor wskazuje na chmury średniego poziomu (np. alto stratus, alto cumulus)
Kolor szary oznacza chmurę niskopoziomową (np. kłębiastą)
Poniżej znajduje się obraz satelitarny w podczerwieni z PredictWind – im bielszy kolor, tym wyżej znajduje się wierzchołek chmury.
3) Ulepszona podczerwień
Podobnie jak każdy obraz, zdjęcia satelitarne można przetwarzać w celu zmiany kolorów, aby ułatwić ich odczyt. Powszechną cechą jest kolorowanie chłodnych obszarów odpowiadających chmurom, których wierzchołki znajdują się wysoko (np. cumulonimbusy, cirrusy itp.). Te kolorowe obszary zazwyczaj reprezentują wysokie/głębokie obszary konwekcyjne, rozciągające się wysoko w atmosferze i mogące być związane z obszarami o silnych warunkach pogodowych (ulewne deszcze itp.). Zobacz poniższy obraz:
Stały obraz satelitarny jest przydatny, ale animacja tych obrazów w czasie pozwala najlepiej zrozumieć chmury i sposób ich ruchu. Zobacz animację poniżej:
II. Radar
Radar deszczu różni się od satelity pogodowego. Po pierwsze, radar deszczu znajduje się na lądzie, a nie w kosmosie. Po drugie, mierzy ilość wody opadowej. Zatem,
Satelity pogodowe wskazują stopień zachmurzenia.
Radar opadów wskazuje ilość opadów w chmurze.
Radar wysyła mikrofale. Jeśli występuje woda, zostaje ona odbita z powrotem do satelity, a ilość opadu wody można wywnioskować na podstawie współczynnika odbicia. Jednostką jest decybel (dBZ). Im cieplejszy kolor, tym intensywniejszy deszcz.
Podobnie jak zdjęcia satelitarne, obrazy radarowe deszczu można animować, pokazując w ten sposób ruch komórek deszczowych. Dzięki temu możliwe jest oszacowanie, dokąd zmierzają komórki deszczowe i jakie jest prawdopodobieństwo ich zderzenia.
III. Połączony obraz satelitarny i radarowy firmy PredictWind
Jak wspomniano, obrazy satelitarne i radarowe uzupełniają się. PredictWind wykorzystuje przetwarzanie obrazu do łączenia obu obrazów i tworzenia obrazu hybrydowego, jak pokazano poniżej.
Białe i szare obszary to chmury zarejestrowane przez satelitę na podczerwień.
Kolorowe obszary przedstawiają deszcz z radaru deszczowego.
IV. Analiza obrazów satelitarnych i radarowych
Przykład 1: Zdjęcie satelitarne depresji atlantyckiej
Poniżej widoczny obraz niżu barycznego na półkuli północnej.
Obraz ten można wykorzystać do identyfikacji środka niżu, strefy zimnej i ciepłej, frontu zokludowanego, sekcji ciepłego powietrza, jak pokazano poniżej.
Przykład 2: Silna burza
Radar deszczu umożliwia identyfikację obszarów występowania silnych burz i może w krótkim okresie czasu zapewnić wczesne ostrzeżenie przed ekstremalnymi zjawiskami.
Na przykład na Morzu Śródziemnym pod koniec lata burze mogą szybko przerodzić się w ekstremalne zjawiska pogodowe, gdy woda jest jeszcze ciepła
.
Komórki o intensywnym kolorze i kształcie łuku są potencjalne:
Przykład 3: Mgła
Mgła to szczególny rodzaj chmury. Znajduje się ona tuż przy ziemi, na bardzo niskiej wysokości, a jej temperatura jest zbliżona do temperatury gruntu.
W ciągu dnia mgła jest widoczna na zdjęciach satelitarnych wykonanych w paśmie widzialnym, ale niewidoczna na zdjęciach w podczerwieni, ponieważ chmura ma taką samą temperaturę jak pobliska chmura.
Dzięki temu możesz zidentyfikować obszary pokryte mgłą poprzez porównanie obrazów widzialnych i obrazów w podczerwieni.
Przykład 4: Strefa konwergencji międzyzwrotnikowej (strefa ciszy)
W połączeniu z radarem deszczowym na pokładzie samolotu, zdjęcia satelitarne mogą dostarczyć informacji o tym, gdzie znajdują się strefy ciszy i gdzie najlepiej je przekroczyć.












