Миссия Meteosat третьего поколения (MTG) предоставляет критические данные для раннего обнаружения быстро развивающихся штормов и прогнозирования погоды от 36 000 км над экватором. Полная система MTG основана на серии из двух типов спутника: четырех менеджеров MTG и двух MTG-Sounders. Полностью оперативная система состоит из двух спутников MTG-I и одного MTG-S. В то время как спутники MTG-I значительно улучшают возможности визуализации по сравнению с их предшественниками второго поколения второго поколения, спутники MTG-S вводят новаторскую инфракрасную способность звучания, что еще больше повышает точность прогнозирования погоды. Кредит: Европейское космическое агентство
С орбиты в 36 000 км от Земли, спутник Sounder третьего поколения Meteosat (MTG-S) намерен революционизировать способ прогнозирования суровой погоды. В отличие от спутников визуализации, которые завершают созвездие миссии MTG, MTG-S1 использует свой инфракрасный эхолот для сбора данных о температуре, влажности и следовых газах. Его данные используются для создания трехмерных карт атмосферы.
Эти данные помогут обнаружить и предсказать быстро развивающиеся и потенциально опасные погодные системы. Он будет поддерживать заявки на обеспечение более точных предупреждений о погоде, помогая сообществам подготовиться к штормам, предупреждать пилотов в области невидимой турбулентности и поддержки планов по снижению климатических рисков — в целом спасение жизней и сокращение ущерба имуществу и инфраструктуре.
«Эта миссия изменит прогнозирование, используя инновационную космическую технологию, чтобы предоставить нам трехмерные данные об атмосфере и обеспечивая более быстрые ответы на экстремальную погоду»,-сказала Симонетта Чели, директор ESA по наблюдению за Землей, добавив: «На протяжении всей этой миссии я был впечатлен посвящением и опытом, показанными командами по всему ESA, и наши европейские партнеры, которые я хотел бы благодарить всех их духов. Миссия будет способствовать лучшему прогнозированию, чтобы принести пользу гражданам ».
Вот пять способов, которыми последний погодный спутник Европы изменит то, как мы прогнозируем погоду.
1. Новое измерение для прогнозирования погоды
До сих пор европейский флот геостационарных погодных спутников полагался исключительно на изображения. Эти инструменты снимают изображения Земли с высоким разрешением и неоценимы для отслеживания облачного покров и штормовых систем. Но изображения предоставляют двумерные данные, показывающие, что происходит в верхней части атмосферы, но не то, что лежит внизу.
Инфракрасный эхолот на борту MTG-S1 представляет совершенно новую возможность, измеряя инфракрасные спектры в каждом из своих пикселей. Используя эту информацию, ученые могут обнаружить атмосферные свойства, такие как температура и влажность вертикально, а также горизонтально. Используемая технология-называемая визуализацией спектрометрии преобразования Фурье-определяет уникальные «отпечатки пальцев», созданные на инфракрасных световых волнах, когда газы в атмосфере излучают или поглощают инфракрасный свет.
«MTG-S1 перемещает нас с плоских изображений к полностью трехмерным видам атмосферы»,-объясняет Тобиас Гуггенмозер, инженер MTG-S ведущую нагрузку в ESA. «Получив 1700 инфракрасных каналов каждые полчаса, мы можем нарезать небо на слои-температуру отращения, влагу и даже следы газов-так что синоптики точно видят, что происходит на каждой высоте».
2. быстрее предупреждения о суровой погоде
Термин «Сейчас» относится к прогнозированию на короткие сроки, от всего за несколько часов до нескольких часов. Это важно для быстро развивающихся событий, таких как грозы, торнадо или внезапные наводнения. Способность MTG-S1 пересматривать Европу каждые 30 минут и обеспечивает вертикальный профиль температуры и средств влаги, которые представляют собой обновления, почти в реальном времени, обновляют атмосферные условия.
Инфракрасный эхолот может использоваться для идентификации вертикальных движений воздуха, включая температурные инверсии, где теплый слой ловит прохладный воздух внизу. Инверсии могут подавлять штормовую активность, пока инверсия не сжатся, высвобождая энергию в виде тяжелых ливней или града. Без вертикальных данных инверсии невидимы для традиционных изображений, но они становятся ясными, используя гиперспектральный оздоровитель MTG-S1.
«Некоторые виды штормов развиваются очень быстро, и вертикальная динамика атмосферы играет центральную роль в этом процессе», — говорит Джеймс Чемпион, руководитель проекта ESA MTG. «Наблюдая за ключевыми маркерами, такими как температура и скорость ветра в трех измерениях и отслеживая их с течением времени, ученые могут обнаружить эти штормы прямо в начале своего развития, увеличивая время выполнения погодных предупреждений».
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
3. Сделать небо более безопасным для воздушного движения
Турбулентность является многолетней опасностью для воздушного движения, что является дискомфортом и опасностью для пилотов и пассажиров. Иногда причина видна, но иногда турбулентность возникает даже в ясную погоду. Например, турбулентность может возникнуть, когда ветер устремляется на горные хребты, подталкивая воздух вверх невидимыми волнами, которые могут проходить на большие расстояния. Вулканические пепельные плиты также представляют серьезный риск для реактивных двигателей.
Вертикальное профилирование температуры и влажности MTG-S1, в сочетании с оценками ветра, позволяет метеорологам точно определять эти скрытые опасности.
«Авиация является одной из самых важных областей, которые выиграют от данных спутника MTG-S1»,-отмечает Чемпион. «Предоставляя трехмерную картину температуры, ветра и влажности, которая развивается с течением времени, MTG-S1 поможет погодным учреждениям определить больше этих турбулентных регионов и более точно предсказывать их пути. Для авиакомпаний и контроллеров воздушного движения это означает более умное планирование полета».
4. Поддержка климата и окружающей среды
Спутники Meteosat предоставляют крупномасштабные наборы данных о погоде с 1977 года. Теперь MTG-S1 добавит инфракрасные данные в этот объем информации, обогащая климатическую запись. Помимо измерения температуры и влажности на разных уровнях атмосферы, инфракрасный эхолот может обнаруживать парниковые газы, такие как угарный газ, диоксид углерода, метан и озон.
«С MTG-S1 мы не только прогнозируем завтрашние штормы-мы также строим долгосрочные записи, необходимые для отслеживания изменения климата»,-говорит Чемпион. «Данные из Sounder будут обрабатываться чрезвычайно сложными алгоритмами, чтобы предоставить лицам, принимающим решения, информацию об атмосферном макияже, что позволяет им разрабатывать и реализовать более утонченные политики, чтобы смягчать климатические риски».
Одним из эффектов изменения климата является то, что он увеличивает вероятность экстремальной погоды. Улучшивая Nowscasting возможностей, MTG-S1 поможет смягчить эту растущую опасность.
В День Всемирного окружающей среды MTG-S1 является ярким примером того, как космические наблюдения лежат в основе усилий по производству своевременных и точных данных о суровой погоде, отслеживание изменений окружающей среды и мониторинга загрязнения воздуха.
5. Предназначен для будущего
MTG-S1 установит новый стандарт, так как его инфракрасный эхолот является одним из самых сложных и мощных гиперспектральных эхолоти, когда-либо созданных для пространства. Выявление правильной технологии целей миссии — и обеспечение ее сложных технических стандартов ЕСА — убедившись в широком спектре дисциплин.
«Инфракрасный эхолот, вероятно, является самым амбициозным примером этой технологии на сегодняшний день», — говорит Гуггенмозер. «И как погодный спутник, он должен работать непрерывно без проблем».
Он добавляет: «В команде ESA MTG у нас есть люди с опытом этого типа инструмента, а также эксперты по всему, от бортовой обработки данных до точных механизмов. Это позволило нам направить развитие не только самого ощущения, но и возможности наших промышленных партнеров, тем самым закладывая основу для будущих поколений спутников».
Информация от: Европейским космическим агентством
