Studium procesů v atmosféře metodami DPZ


Současnou meteorologii či klimatologii si nelze představit bez dat poskytovaných systémem meteorologických družic. Družicové snímky dnes představují nenahraditelný zdroj informací pro synoptickou meteorologii, která se zabývá relativně krátkodobými procesy v atmosféře spojenými s přechody atmosférických front, s rozložením oblačnosti apod. Snímky však hrají nezastupitelnou roli i v klimatologických výzkumech. Poskytují informaci o prvcích všeobecné cirkulace atmosféry, o charakteristikách polí většiny meteorologických prvků v globálním měřítku. Z meteorologických družic je možné nejen interpretovat druhy oblačnosti, sestavovat mapy rozložení oblačnosti. S rozvojem metod digitálního zpracování družicových snímků se stále více prosazují metody získávání kvantitativní informace. Družicové snímky tedy nepředstavují jen „obrázek“ ale také soubor naměřených hodnot, z nich lze dále sestavovat např. pole teplot povrchové vrstvy oceánu či mapy rozsahu polárního zalednění, ale i takové charakteristiky jako je rozložení rychlosti větru či množství konvektivních srážek.

Meteorologické družice

První snímek z družice TIROS 1
Snímky z meteorologických družic jsou vytvářeny již od začátku 60. let. První snímek vytvořený televizním systémem umístěným na družici TIROS-1, která byla vypuštěna na oběžnou dráhu 1. dubna roku 1960 můžete vidět na tomto obrázku. Pro řadu charakteristik existují poměrně dlouhé řady pozorování , které jsou využívány při studiu dlouhodobých změn a kolísání klimatu.

Družicové snímky jsou vytvářeny zaznamenáváním intenzity odraženého nebo emitovaného elektromagnetického záření v určitých intervalech spektra. Atmosféra jako hmotné prostředí v určitých intervalech vlnových délek toto záření výrazně modifikuje především procesy pohlcování a rozptylu. V případě snímání zemského povrchu hrají tyto procesy negativní úlohu – často snímání zcela znemožňují či ovlivňují kvalitu snímků. Na druhé straně pokud objektem zájmu je samotná atmosféra, potom intenzita procesů pohlcování a rozptylu záření koreluje s jevy v atmosféře probíhajícími či s vlastnostmi atmosféry a tyto mohou být na družicových snímcích zaznamenány.
Geostacionární družiceMeteosat
V současné době existují dvě velké skupiny družic, které poskytují obrazové záznamy pro účely meteorologie a klimatologie. První skupinu družic tvoří družice geostacionární. Tyto družice tvoří systém neustále monitorující celou Zeměkouli z výšky necelých 36 000 km. Typickým zástupcem družic geostacionárních jsou družice METEOSAT. Protože doba jejich oběhu kolem Země je rovna době rotace Země kolem vlastní osy, jsou neustále jako by zavěšeny nad určitým místem na Zeměkouli a s frekvencí 30 minut snímají celou přivrácenou část Země.
Družice na polární oběžné drázeNOOA- cykonální vír
Druhou skupinu tvoří družice, které se pohybují na drahách subpolárních. Tyto družice obíhají po drahách procházejících téměř přes póly ve výškách řádově stovky kilometrů. Frekvence jejich snímání stejného místa na Zemi je zhruba dvakrát denně. Typickým zástupcem této skupiny družic jsou družice NOAA.

Vedle viditelné a blízké infračervené části elektromagnetického spektra, které se využívají pro snímání zemského povrchu, hrají v meteorologických aplikacích významnou roli obrazové záznamy vytvářené v delších vlnových délkách – jednak v oblasti tzv. tepelného záření v intervalu vlnových délek od 3 do 12 mikrometrů, jednak v oblasti mikrovlnného záření s vlnovými délkami řádově centimetrů a decimetrů. Zvláště informace získané v oblasti mikrovlnného záření nám umožňují studovat procesy jinými metodami velmi nesnadno postižitelné. Protože intenzita mikrovlnného záření je ale poměrně malá, využívá se tzv. aktivních metod snímání, které využívají uměle emitovaného zdroje mikrovln. Příkladem aktivních metod snímání je RADAR.

Význam družicových snímků narůstá v poslední době především v souvislosti s procesem globální změny klimatu. Následující příklady dokládají možnosti využití snímků z meteorologických družic.

Příklady využití družicových měření v meteorologii a klimatologii

birds

Návrat na hlavní stránku

Nahoru