ماهواره هواشناسی: ماهواره‌ای برای پیش‌بینی وضعیت هوا

ماهواره هواشناسی: چشم‌های زمین در آسمان

ماهواره هواشناسی چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟

ماهواره‌ی هواشناسی، یک فضاپیمای مجهز به ابزارهای علمی است که در مدار زمین قرار دارد. مأموریت اصلی آن جمع‌آوری اطلاعات از جو^۱ زمین است. برخلاف ایستگاه‌های هواشناسی روی زمین که فقط اطلاعات یک نقطه را می‌دهند، یک ماهواره می‌تواند تصویر بزرگی از وضعیت هوای یک قاره یا کل اقیانوس را یکجا ثبت کند.

این ماهواره‌ها از فاصله صدها کیلومتری، موارد زیر را اندازه‌گیری و ثبت می‌کنند:

• پوشش و نوع ابرها: تشخیص ابرهای بی‌آزار از ابرهای طوفان‌زا.
• دمای سطح زمین و آب‌ها: این اطلاعات برای پیش‌بینی آب‌وهوای مناطق مختلف مهم است.
• میزان رطوبت و گازهای موجود در جو.
• تشکیل و مسیر حرکت طوفان‌ها، گردبادها و سیل‌ها.

مثلاً، هواشناسان با دنبال کردن تصاویر ماهواره‌ای می‌توانند مسیر یک طوفان بزرگ را چند روز زودتر پیش‌بینی کنند و به مردم مناطق در معرض خطر هشدار دهند. این اطلاعات حتی برای کشاورزان نیز حیاتی است تا بدانند بهترین زمان برای کشت و برداشت محصول چه موقعی است یا چه زمانی باید از محصول خود در برابر یخبندان محافظت کنند.

انواع مدارهای ماهواره‌های هواشناسی

همه ماهواره‌ها در یک ارتفاع و به یک شکل دور زمین نمی‌چرخند. انتخاب نوع مدار، مأموریت ماهواره را مشخص می‌کند. دو نوع مدار اصلی برای این ماهواره‌ها وجود دارد:

یک مثال ساده: ماهواره‌ی زمین‌آهنگ مانند یک دوربین ثابت است که از ابتدا تا پایان یک مسابقه فوتبال را از یک زاویه فیلمبرداری می‌کند. ماهواره‌ی مدار قطبی، اما مانند یک پهپاد است که در طول مسابقه نزدیک‌تر پرواز می‌کند و از زوایا و جزئیات بیشتری (مثل حالت بازیکنان) عکس‌های باکیفیت می‌گیرد. ترکیب اطلاعات هر دو، دید کاملی به ما می‌دهد.

چگونه داده‌های ماهواره‌ای به پیش‌بینی کمک می‌کنند؟

ماهواره‌ها خودشان پیش‌بینی نمی‌کنند. آن‌ها فقط داده جمع‌آوری می‌کنند. این داده‌های خام پس از ارسال به ایستگاه‌های زمینی، پردازش و به تصاویر و نقشه‌هایی تبدیل می‌شوند که هواشناسان از آن‌ها استفاده می‌کنند.

مثلاً، ابزارهای سنجش از دور روی ماهواره‌های مدار قطبی مانند CrIS و ATMS، می‌توانند پروفایل عمودی دمای هوا را اندازه‌گیری کنند. این اطلاعات برای تشخیص ناپایداری جوی که می‌تواند منجر به رعدوبرق یا توفان‌های تندری شود، حیاتی است.

یکی از ابزارهای مهم دیگر، VIIRS نام دارد که روی ماهواره‌های JPSS نصب شده. این ابزار کارهای شگفت‌انگیزی انجام می‌دهد: از شناسایی مه شبانه (که برای امنیت پروازها و رانندگی خطرناک است) تا ردیابی دود آتش‌سوزی‌های جنگلی و حتی شناسایی ردپای سوختگی روی زمین که خطر سیل ناگهانی را افزایش می‌دهد.

کاربردهای ماهواره هواشناسی در زندگی روزمره ما

تأثیر این ماهواره‌ها فقط به اخبار آب‌وهوا محدود نمی‌شود. آن‌ها مستقیم و غیرمستقیم در زندگی روزمره ما نقش دارند:

• برنامه‌ریزی برای رفت‌وآمد و سفر: وقتی اپلیکیشن آب‌وهوا به شما هشدار بارش برف سنگین برای فردا را می‌دهد، این اطلاعات احتمالاً از تحلیل داده‌های ماهواره‌ای به دست آمده است.
• کشاورزی و مدیریت منابع آب: کشاورزان با اطلاع از پیش‌بینی بارش‌ها، آبیاری مزارع را مدیریت می‌کنند و از هدررفت آب جلوگیری می‌شود. پیش‌بینی خشکسالی‌های طولانی نیز با کمک همین داده‌ها ممکن است.
• مدیریت بلایای طبیعی: همانطور که گفتیم، ردیابی طوفان‌ها و سیل‌ها و هشدار به موقع، مهم‌ترین کاربرد این ماهواره‌هاست که جان هزاران نفر را نجات می‌دهد.
• پایش آلودگی هوا و محیط زیست: ماهواره‌ها می‌توانند غلظت آلاینده‌هایی مانند دی‌اکسید گوگرد یا ذرات معلق را در جو رصد کنند. این اطلاعات برای کنترل آلودگی هوا در کلان‌شهرها و تصمیم‌گیری‌هایی مانند تعطیلی مدارس در روزهای آلوده حیاتی است.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

۱. جو (Atmosphere): لایه‌های گازی اطراف کره زمین که ما آن را به عنوان "هوا" می‌شناسیم و شامل نیتروژن، اکسیژن و سایر گازها است.

۲. LEO (Low Earth Orbit): مخفف "مدار نزدیک زمین". به مدارهایی گفته می‌شود که ارتفاع کمی از سطح زمین دارند و ماهواره‌ها در آن با سرعت بالا به دور زمین می‌چرخند.

۳. JPSS (Joint Polar Satellite System): سامانه مشترک ماهواره‌های قطبی. یک برنامه پیشرفته ماهواره‌ای آمریکایی است که داده‌های حیاتی برای پیش‌بینی بلندمدت آب‌وهوا و پایش محیط زیست فراهم می‌کند.

۴. CrIS (Cross-track Infrared Sounder): سنجنده مادون‌قرمز. و ATMS (Advanced Technology Microwave Sounder): سنجنده ریزموج پیشرفته. اینها ابزارهایی روی ماهواره‌های JPSS هستند که پروفایل عمودی دمای هوا را اندازه‌گیری می‌کنند.

۵. VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite): مجموعه سنجنده تصویربرداری مرئی و مادون‌قرمز. یک ابزار تصویربرداری پیشرفته که تصاویر با وضوح بالا از زمین برای کاربردهای آب‌وهوایی و محیط‌زیستی تهیه می‌کند.