H εφαρμογή των GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite) στην παρακολούθηση καιρικών φαινομένων

Από RemoteSensing Wiki

Στόχος εφαρμογής

Οι γεωστατικοί περιβαλλοντικοί δορυφόροι GOES αποτελούν την εξελιγμένη γενιά των δορυφόρων τεχνολογικών εφαρμογών ATS .Σχεδιάστηκαν από τη NASA για την Εθνική Ωκεάνια και Ατμοσφαιρική Επιτροπή NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) ώστε να παρέχουν στην Εθνική Υπηρεσία Καιρού των Ηνωμένων Πολιτειών, συχνή, μικρής κλίμακας απεικόνιση της γήινης επιφάνειας και των συνθηκών νέφωσης. Οι δορυφόροι της σειράς GOES χρησιμοποιήθηκαν ευρέως από τους μετεωρολόγους για την παρακολούθηση των καιρικών φαινομένων και για την πρόβλεψη αυτών, για περισσότερα από 20 χρόνια. Οι δορυφόροι αυτοί αποτελούν μέρος ενός παγκόσμιου δικτύου περιβαλλοντικών δορυφόρων στα πλαίσια του οποίου είναι τοποθετημένοι διαδοχικά σε διαστήματα με γεωγραφικό μήκος 70ο γύρω από τη γη, ώστε να παρέχουν σχεδόν παγκόσμια κάλυψη.

Περιγραφή Μεθόδου

Πρόκειται για δύο δορυφόρους GOES οι οποίοι είναι τοποθετημένοι σε γεωστατικές τροχιές σε ύψος 3.600km πάνω από τον ισημερινό και από τους οποίους ο καθένας παρατηρεί περίπου το ένα τρίτο της γης. Ο πρώτος είναι τοποθετημένος σε γεωγραφικό μήκος 75ο δυτικά και σαρώνει τη Βόρεια και Νότια Αμερική και το μεγαλύτερο τμήμα του Ατλαντικού Ωκεανού. Ο δεύτερος είναι τοποθετημένος σε γεωγραφικό μήκος 135ο δυτικά και σαρώνει τη Βόρεια Αμερική και τον Ειρηνικό Ωκεανό. Μαζί καλύπτουν την περιοχή με γεωγραφικό μήκος από 20ο δυτικά έως 165ο ανατολικά. Η παρακάτω εικόνα έχει ληφθεί από δορυφόρο GOES ο οποίος καλύπτει ένα τμήμα στα νοτιοανατολικά των Ηνωμένων Πολιτειών καθώς και τις γειτονικές ωκεάνιες περιοχές στις οποίες πολύ συχνά δημιουργούνται και εξελίσσονται ισχυρές θύελλες και καταιγίδες. Σε αυτήν απεικονίζεται ο τυφώνας Fran καθώς πλησιάζει το νοτιοανατολικό τμήμα των Ηνωμένων Πολιτειών και τις Μπαχάμες, το Σεπτέμβριο του 1996.

                                                                Σχήμα 1: Εικόνα του δορυφόρου GOES (τυφώνας Fran)

Η δεύτερη γενιά δορυφόρων ξεκίνησε με τον GOES-8 (εκτόξευση 1994) και παρουσιάζει πολυάριθμες τεχνολογικές βελτιώσεις σε σχέση με την πρώτη σειρά. Οι δορυφόροι GOES δεύτερης γενιάς, παρέχουν σχεδόν συνεχή παρακολούθηση της γης επιτρέποντας πιο συχνή απεικόνιση-περίπου κάθε 15 λεπτά. Αυτή η σημαντική αύξηση στη χρονική ανάλυση συνδυάστηκε με βελτιώσεις στη χωρική και ραδιομετρική ανάλυση των αισθητήρων με αποτέλεσμα να παρέχεται έγκαιρη πληροφορία και βελτιωμένη ποιότητα στοιχείων για την πρόβλεψη των μετεωρολογικών συνθηκών. Ο δορυφόρος GOES-8 και οι άλλοι δορυφόροι δεύτερης γενιάς έχουν ξεχωριστά απεικονιστικά και ηχοβολιστικά όργανα. Το απεικονιστικό όργανο έχει 5 κανάλια για την ανίχνευση της ορατής και της υπέρυθρης ανακλώμενης και εκπεμπόμενης ηλιακής ακτινοβολίας. Η δυνατότητα ανίχνευσης στην υπέρυθρη περιοχή επιτρέπει τη συλλογή εικόνων τόσο κατά τη διάρκεια της ημέρας όσο και κατά τη διάρκεια της νύχτας. Ο κατάλληλος προσανατολισμός του αισθητήρα και η δυνατότητα επιλογής ανίχνευσης επιτρέπουν την απεικόνιση ενός ολόκληρου ημισφαιρίου ή επιλεγμένων περιοχών με απεικονίσεις μικρότερης κλίμακας. Η δυνατότητα αυτή διευκολύνει τους μετεωρολόγους στην παρακολούθηση συγκεκριμένων σημείων όπου εκδηλώνονται επικίνδυνα καιρικά φαινόμενα και επομένως στη βελτιωμένη βραχυπρόθεσμη πρόβλεψη. Τα στοιχεία που λαμβάνονται από τον συγκεκριμένο απεικονιστή-αισθητήρα (imager) έχουν ραδιομετρική ανάλυση 10-bit και μπορούν να μεταδοθούν απευθείας σε τοπικά τερματικά χρηστών στην επιφάνεια της γης.

Η ηχοβολιστική συσκευή (sounder) περιλαμβάνει 19 κανάλια και μετράει την εκπεμπόμενη ακτινοβολία σε 18 θερμικά υπέρυθρα κανάλια και την ανακλώμενη ακτινοβολία σε ένα ορατό κανάλι. Τα στοιχεία που λαμβάνονται έχουν χωρική ανάλυση 8km και ραδιομετρική ανάλυση 13-bit. Η πληροφορία που λαμβάνεται από την ηχοβολιστική συσκευή χρησιμοποιείται για υπολογισμό θερμοκρασιών στην επιφάνεια και στην κορυφή των σύννεφων, του περιεχομένου υγρασίας στα διάφορα στρώματα της ατμόσφαιρας και για ανάλυση της κατανομής του όζοντος.