Nederlands English Home Contact Disclaimer Sitemap Nieuw/New

WEERSATELLIETEN, EEN INLEIDING

GESCHIEDENIS

Na de Tweede Wereldoorlog werden in onder meer de Verenigde Staten met buitgemaakte V2 raketten uitgebreide proeven genomen. Andere toepassingen dan het kunnen vervoeren dan bommen waren niet voorhanden en het heeft tot 1947 geduurd voordat men op het idee kwam om instrumenten en fototoestellen als nuttige lading mee te nemen. Al snel ging men daarna het nut inzien van fotoverkenning van grote hoogte als aanvulling op verkenningvluchten met vliegtuigen voor het tijdig ontdekken van orkanen, cyclonen en zwaar onweer.

1946-10-24
Lancering V2
1947-03-07
Deze foto's kunnen tot de eerste 'weerfoto's' gerekend worden welke met sonderingen van buitgemaakte V2's verkregen zijn. De lanceringen vonden plaats vanaf de Amerikaanse basis White Sands (New Mexico).  Deze raketten bereikten hoogten tot ongeveer 200 km.

TIROS

De eerste echte weersatelliet van de Amerikanen was de Tiros 1, welke op 1 april 1960 werd gelanceerd. Het was ook een direct uitvloeisel van de proeven met de V2 boven White Sands. De Tiros (Television and Infrared Observation Satellite) was uitgerust met een televisie camera en een infrarood camera en draaide op 720 km hoogte boven de aarde.
De foto links (1960-04-03) is één van de eerste foto's genomen door de Tiros 1 en toont het Midden Oosten. Links onder is gelijk al een fraaie wolkenband te zien welke een straalstroom markeert.

NIMBUS/NOAA

De opvolger van de Tiros werd de Nimbus. Deze satelliet was veel geavanceerder en werd, in tegenstelling tot de Tiros, in een polaire baan gebracht. Elk deel van de aarde werd op deze wijze van pool tot pool op de foto gezet.
De Nimbus op zijn beurt is weer opgevolgd door een geheel nieuwe generatie van weersatellieten, de advanced Tiros-N, operationeel ook wel als NOAA satellieten aangeduid. Genoemd naar de gelijknamige Amerikaanse weerdienst N(ational) O(ceanic) and A(tmospheric) A(dministration). Deze satellieten draaien ook in polaire banen rond de aarde op ongeveer 850 km hoogte. Het aantal instrumenten is zeer uitgebreid en de satelliet neemt niet alleen foto's in infrarood en visueel licht, maar doet juist bij verschillende golflengten. Er is voor elk doel een apart kanaal beschikbaar om sneeuw en ijs waar te nemen, waterdamp in de atmosfeer, infrarood en zichtbaar licht.
Links zien we een tweetal opnamen. Geheel links een foto van West Europa, gezien door Nimbus 1 in 1964 en rechts hetzelfde deel van West Europa, maar nu door NOAA 14 in 1995.

GEOSTATIONAIRE SATELLIETEN

Al in de jaren zestig van de vorige eeuw werd er gezinspeeld over een wereldomvattend netwerk van zogeheten geostationaire weersatellieten. Een vijftal satellieten die op een vast punt boven de aarde 'hangen'. Hiermee wordt bedoeld dat de satelliet met de aswenteling van de aarde meedraait, en wel zodanig dat de satelliet altijd hetzelfde blikveld heeft. Eind jaren zeventig kreeg dit wereldomvattende netwerk langzaam zijn huidige vorm. Europa's eerste weersatelliet was de Meteosat 1. Ondertussen heeft Eumetsat, de Europese exploitant van weersatellieten, 4 satellieten in beheer. Meteosat 8 staat boven de evenaar op 0°E. Meteosat 8 is de reserve satelliet voor Meteosat 9. De Indische Oceaan wordt bediend door Meteosat 7 (57°E). Meteosat 6 (67°E) wordt op reserve gehouden voor Meteosat 7.
Japan neemt met de MTSat het westelijke deel van de Pacific voor zijn rekening en Amerika sluit de rij met Goes W en Goes E voor het Amerikaanse halfrond van de wereldbol.



De positie van enkele operationele geostationaire satellieten boven de aarde (situatie 2007).

METEOSAT

METEOSAT FIRST GENERATION

3-Kanaals radiometer.
100 rpm spin.
Operationele levensduur 5 jaar.
Vermogen 200 Watt.
720 kg in geostationaire baan.

7 Operationele satellieten tussen 1977 en 2003.

METEOSAT SECOND GENERATION

12-Kanaals radiometer.
100 rpm spin.
Operationele levensduur 7 jaar.
Vermogen 600 Watt.
2010 kg in geostationaire baan.

Eerste twee zijn operationeel als Meteosat 8 en 9.

 

     

SATELLIETBANEN

Werp een steen op en u zult merken dat deze een eind verder weer op de grond valt. Gooi wat harder en de steen komt een heel eind verder. Een kanonskogel krijgt een veel grotere beginsnelheid en bereikt ook een grotere afstand, maar zijn snelheid is nog steeds niet groot genoeg en valt onherroepelijk op de aarde terug. U kunt zich voorstellen dat er een snelheid is dat de kogel niet meer op de aarde valt. Schijn bedriegt: de kogel valt wel degelijk, alleen valt deze over zijn horizon heen. Hij blijft dus vallen, maar met de zelfde valboog als de kromming van de aardkloot. Dicht bij de aarde heeft de kogel een hele hoge snelheid nodig om zijn weg te kunnen vervolgen, dit nog afgezien van de luchtweerstand die de kogel moet overwinnen. Op een hoogte van een paar honderd kilometers is de invloed van de atmosfeer nauwelijks nog merkbaar en kan onze kogel gemakkelijk zijn weg vervolgen. En hoe verder weg de kogel van de aarde afstaat, hoe geringer zijn baansnelheid wordt. Op ongeveer 36.000 km hoogte is de snelheid van de kogel gelijk aan de rotatiesnelheid van de aarde om niet omlaag te vallen. Als de kogel nog verder weg zou staan is zijn omloopsnelheid kleiner dan de asdraaiing van de aarde. Dit zijn de principes van de ruimtevaart en gelden dus ook voor de weersatellieten.
 We zagen hierboven al dat er in belangrijke mate 2 groepen van weersatellieten zijn. De geostationaire satellieten op 36.000 km en de in polaire banen draaiende andere weersatellieten. Beiden hebben hun eigen voor en nadelen. Het voordeel van geostationaire satellieten is dat zijn een groot deel van de aardkloot kunnen overzien en de samenhang tussen diverse weersystemen laten zien. Wat ook als voordeel gezien wordt is dat het mogelijk is om de afzonderlijke opnamen als een filmpje te laten afspelen. Maar er zijn ook vele nadelen. Als we de bovenstaande foto van Meteosat 7 nog even bekijken dan zien we dat gelijk al. Naar de randen toe is er een grote vertekening van het beeld. Dit kunnen we ten delen oplossen door de opnamen te rectificeren en zodanig te projecteren als we er recht boven zouden staan. Op onze wereld weer atlas ziet u dagelijks ververste voorbeelden van dergelijk gerectificeerde foto's. Een ander nadeel is dat het scheidend vermogen (hoeveel details kunnen we zien?) beperkt is. Dit wordt ondervangen met satellieten in polaire banen. Zij staan op ongeveer 800 km boven het aardoppervlak en bestrijken slechts een klein deel van de aarde. Dit kunnen we illustreren met de twee volgende filmpjes.

Dit filmpje laat de baan van de satelliet zien in zijn polaire omloop gedurende één etmaal.
 Klik op de afbeelding het filmpje te downloaden (196 Kb)
Het blikveld van de satelliet wordt duidelijk met dit filmpje. U reist met de satelliet mee van de zuidpool naar de noordpool en ziet wolkenbanden, Afrika, de Middellandse zee en Europa onder u door trekken. De rode lijn geeft de baan de satelliet aan en de punt is de positie van de satelliet.
Klik op de afbeelding het filmpje te downloaden (86 Kb)

ANOMALIE

Geostationaire satellieten hebben nog een nadeel. Twee keer per jaar, in maart en in september, wordt de satelliet rond middernacht door de zon verblind. Dag en nacht zijn dan even lang en dat betekent dat de zon vanuit de aarde gezien door het evenaarsvlak gaat. De satelliet staat bevindt zich ook op het evenaarsvlak. Gedurende de nacht staan zon-aarde-satelliet op één lijn. Dit heeft tot gevolg dat de zon recht in de sensoren van de satelliet kan schijnen. Door deze verblinding zijn dan gedurende ongeveer 2 uren geen waarnemingen mogelijk. De meeste satellieten worden dan uitgeschakeld om schade aan instrumenten te voorkomen. Meteosat 8 en jonger hebben een speciale voorziening om toch 24 uur per dag te kunnen meten.