Baggrund om instrumenter og baner | VG3

Baggrund om instrumenter og baner

Satellitter findes i forskellige baner over Jorden, og de har forskellige instrumenter.

meteosat-sat2.jpg

Satellitternes baner er afgørende for hvad de kan måle i forhold til tid, sted og opløsning.
Satellitternes instrumenter er udviklet til at måle en eller flere ting på Jordens overflade. Måske er det ting på land, måske over hav, måske isen i havet, måske luftens kemi eller måske skyernes bevægelser. Det viser sig at mange instrumenter kan bruges til mere end en ting, men som regel har et instrument et særligt formål. Derfor sørger man for at lave instrumentet, så det kan måle denne ting med god nøjagtighed. Så godt det nu kan lade sig gøre teknisk (og økonomisk).

Satellitter kredser om Jorden i forskellige baner: Geostationære baner og polære baner.

Geostationær satellitbane.

Satellitter har i hovedtræk to type af baner om Jorden. Den ene er den såkaldt geo-stationære bane. Geo betyder jord; stationær betyder at være ens gennem tid. Så med denne type bane er satellitten hele tiden samme sted over Jorden, altså over ét bestemt sted på Jorden. Den geostationære bane er 36.000 km over Jorden. Dette er altid ved Ækvator. (se http://da.wikipedia.org/wiki/Geostation%C3%A6re_bane )

meteosat-sat.jpg

Den satellit, der er med til at lave de europæiske vejrudsigter hedder Meteosat. Den hænger i den geostationære bane. Den befinder sig et sted over Afrika præcis hvor længdegraden 0 skærer breddegraden 0.


Illustration af jordklode, hvor punktet og længde- og bredde-graden (0, 0) er vist i figur se det røde kryds på kortet her http://www.worldatlas.com/webimage/testmaps/latslongs.htm

På lignende måde findes der vejrsatellitter på andre længdegrader, fx over USA og over Asien. Mange lande har deres egen vejrsatellit fx USA, Japan, Kina og Indien. I Europa deler vi billederne med Afrika fra satellitten Meteosat. Når Jorden drejer rundt, drejer Meteosat med.

Et af måleinstrumenterne på Meteosat måler lyset fra solen. Ligesom du, kan den kun ”se” lys om dagen.

Et andet måleinstrument måler varmestråling. Du kan selv mærke varmestråling hvis du er tæt på fx en varm ovn. Satellitten måler mest varmestråling om dagen, fordi der kommer lys og varme fra Solen. Om natten kan den måle en mindre varmestråling. Den kommer især fra Jorden.

Meteosat tager typisk et billede hvert kvarter. I løbet af dagen bliver det til mange billeder, og de kan sættes sammen til en animation, som viser skyernes bevægelse gennem dagen.

Billeder fra de geostationære satellitter kan vise ca. halvdelen af kloden på hvert billede. Kvaliteten af billedet er bedst lige under satellitten (dvs. et sted i Afrika for Meteosats vedkommende), og dårligst ude i kanten af billedet. Jorden er jo rund, men billedet er fladt. Så det yderste af billedet bliver set i meget skrå vinkler af instrumentet, der ser. Fordi der så store områder med på hvert billede er opløsningen (1 pixel) 1km gange 1 km. Ude i kanten er opløsning dog flere kilometer, så man kan derfor ikke se så fine detaljer der. Det går ud over de områder, som ligger langt væk fra Ækvator.

Flere detaljer om Meteosats måde at se på http://www.dmi.dk/dmi/index/nyheder/nyheder-2006/foerste_billeder_fra_ny...

De polære satellitbaner

Den anden type satellitbaner er de polære. Det er ’garnnøgle’ banerne. Satellitten kredser om Jorden op over Nordpolen, derefter ned over Ækvator og helt ned rundt om Sydpolen, derefter op igen over Ækvator på vej mod Nordpolen osv. Imens satellitten bevæger sig i den polære bane, drejer Jorden rundt om sin egen akse. Det betyder at satellitten vil se et nyt stykke af Jorden under sig for hver omdrejning. Se følgende link for en animation som eksempel
http://www.esa.int/esa-mmg/mmg.pl?b=b&type=A&mission=MetOp&single=y&star...
den polære bane tager det typisk en satellit 100 minutter at komme en gang rundt.

Det foregår i en højde af cirka 800 km over Jorden. Det tager satellitten et døgn at komme tilbage til samme sted over Jorden. Dermed følger satellitten Solens gang – banen kaldes også en sol-synkron bane.

Instrumenterne på satellitten vil se samme sted på Jorden på faste tidspunkter. Alle steder midt under satellittens spor ses med bedst mulige rumlige opløsning (1 pixel), som kan være på blot 50 cm gange 50 cm. Det er altså de mindste ting, der kan ses fra den slags satellitter.

Satellitbilleder fra polære baner kan man sammensætte (lave mosaik af) for at få et stort område dækket. Det kan lade sig gøre for ting, der ikke ændrer sig særlig meget.

Som eksempler på mosaik billeder:
Alger i Stillehavet, se http://www.satelliteeye.dk/weeklyimages/week07/Week07_2007.htm

Havis ved Antarktis, se http://www.satelliteeye.dk/weeklyimages/week03/Week03_2007.htm

Animation af geo-stationær og polær satellitbaner, se link
http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/investigations...

Instrumenter

Satellitter kan have mange typer af instrumenter.

Der findes de passive instrumenter, som observerer hvad der kommer til dem udefra fx reflekteret lys eller varmestråling.

Der findes de aktive instrumenter, som selv udsender et signal og derefter opfanger hvor meget at dette signal der kommer tilbage igen. Det er fx radar. Kun radar kan se gennem skyer.

Alle instrumenter kan laves således, at de ser meget små ting. Men samtidig ser de så også kun et begrænset område ad gangen. Alle instrumenter kan også laves, så de ser et meget stort område. Men så bliver den rumlige opløsning (pixels) større, og man kan dermed ikke se detaljerne. Derfor findes den samme type instrumenter i mange varianter og monteret på forskellige satellitter både geo-stationære og polære baner..

Baggrund om instrumenter og baner

Satellitter findes i forskellige baner over Jorden, og de har forskellige instrumenter.

Vinden over havet

De bedste satellitbilleder til kortlægningen af vinden over havet er radar billeder.

Havets temperatur

Havets temperatur måles med satellitter hver dag.