هواشناسی به یاری ماهواره های سنجش از دور کاربرد ماهواره ها در پیشگویی وضع هوا


با دیگران به اشتراک بگذارید

هواشناسی به کمک ماهواره های سنجش از دور کاربرد ماهواره ها در پیش بینی وضع هوا

عکس هواشناسی به مدد ماهواره های سنجش از دور		کاربرد ماهواره ها در قبل بینی وضع هوا
سیناپرس: یکی از مزایای مهم ماهواره نسبت به هواپیما، این است که ماهواره‌ها قدرتمندی جمع آوری اطلاعات را در هر وضعیت گاز زنی دارند حتی در وضعیت گاز زنی که هواپیمای سبک نقشه برداری نمی‌تواند پرواز کند.

مورد قابل توجه در رابطه با ماهواره‌ها این است که در هوای ابری به شرط آنکه آسمان کاملا بر تن کرده از ابر نباشد می‌توان اطلاعات زمین را گرفت و به تصویب رساند. چنین فعالیت‌هایی را از طریق هواپیما و تصویربرداری هوایی نمی‌توان به دست آورد.

هواشناسی به وسیله ماهواره‌های سنجش از دور
یکی از مهم‌ترین کاربردهای ماهواره‌های سنجش از دور، هواشناسی است. به وسیله ماهواره‌های سنجش از دور، داده‌های هواشناسی در مقیاسی دنیاای گردآوری می‌شوند که نسبت به داده‌های معمول بسیار کامل‌تر هستند.
پیش‌بینی‌های وضع هوا نیاز به دسترسی با سرعت اطلاعات منطقه‌ای وسیع دارد و از آنجا که مشاهدات هواشناسی به سرعت در حال تحول است، این اطلاعات باید تا مکانی که امکان می دارد، به دفعات جمع آوری شوند. ماهواره‌ها برای تامین اینشکلی داده‌ها به خاطر پوشش وسیع و دسترسی سه سوته به داده‌های آنها در نوع خود بی نظیر هستند.
برای موفقیت در قبل بینی وضع هوا در کوتاه مدت، به خصوص برای قبل بینی جابجایی و توسعه بارندگی در شش ساعت آینده، ارایه یک گزارش عالی از شرایط جاری وضع هوا لازم است. در این خصوص، داده‌های تصویر ماهواره‌ای (که دقت و جزییات رضایت بخشی را برای قبل بینی کوتاه مدت هوا تامین می کند)، اهمیت ویژه‌ای دارند. داده‌های عکس و تصویری امکان انجام مطالعات سینوپتیکی از وضعیت اتمسفری را فراهم می‌آورد و می‌تواند قبل بینی وضعیت هوا بر اساس درک فیزیک اتمسفری و همچنین تجارب گذشته رفتار اتمسفری را ممکن سازد.

اهمیت و کاربرد داده‌های ماهواره‌ای
تداوم توسعه و بهبود تجهیزات ماهواره‌ای و وابستگی جاای زیاد به استگاه‌های هواشناسی در پی کاهش تعداد ایستگاه‌های هواشناسی در اقیانوس که اندازه گیری‌های سطحی و بالایی اتمسفر را انجام می‌دهند، نمایان کننده اهمیت داده‌های ماهواره‌ای است.
در واقع در مناطقی که انواع معمول مشاهدات سطحی و بالایی اتمسفری اندک بوده یا وجود ندارند (یعنی در مناطق اقیانوسی دور از مسیر دالان های پرواز بین المللی و نیز در مناطق کم جمعیت قاره‌ای)، داده‌های ماهواره‌ای اغلب شواهد مربوط به دستگاه آب و هوایی جاری یا آینده را تامین می‌کنند.
در حال حاضر، از مشاهدات ماهواره‌ای به طور منظم در تهیه گزارش وضع هوا و قبل بینی هواشناسی همگام با اندازه‌گیری‌های انجام شده در ایستگاه‌های زمینی، کشتی‌ها، هواپیماها و تجهیزات بالن استفاده می‌شود. به طور معمول ماهواره های هواشناسی، تصاویر باند نور مرئی و باند مادون قرمز تولید می‌کند. این تصاویر را معمولاً برای گزارش از وضعیت هوا بوسیله تلویزیون، به اکران می‌گذارند.
اهمیت نسبی مشاهدات ماهواره‌ای به شرایط آب و هوایی بستگی دارد. هر کار شناس ماهر باید درک بسیار خوبی از روابط بین اشکال و الگوهای نقشه‌های حرارتی، فشار، رطوبت، و وضعیت هوا یا نبود وجود سیستم‌های آب و هوایی داشته باشد. اگر چه رابط بین آنها بسیار خوب تعریف شده است. بدین معنی که کارشناس می‌تواند نقشه‌های تفسیری را آماده کند، به گونه ای که متناسب با سیستم‌های ابری و بر اساس داده‌های ماهواره‌ای باشد.
داده های ماهواره هواشناسی به صورت عکس و تصویری قادر به اکران شدت و گستردگی سیستم‌های ابری و هم چنین تعیین موقعیت آنها هستند. به هر حال این طوری داده‌های عکس و تصویری باید از سوی کارشناسان مجرب تفسیر گردد، لذا می‌توان با تعیین شاخصهای لازم، میدان‌های تقریبا افقی فشار، باد، حرارت و رطوبت، سطوح گوناگون تروپوسفر را به نقشه کشید.
از آنجا که مدار ماهواره ها بسیار بالاتر از منطقه اتمسفری تحت نفوذ تغییرات آب و هوایی است و با توجه به این واقعیت که شاخص‌های مورد نیاز مستقیما اندازه گیری نمی‌شوند، بنابراین روش‌های کسب اطلاعات در رابطه با خود اتمسفر محدودیت‌هایی دارد.
نه تنها اندازه، موقعیت و شکل مناطق ابری را می‌توان با بررسی روشنایی نسبی و بافت عکس و تصویری به دست آورد. بلکه برای کسب اطلاعات ساختار عمودی ابرها می‌توان از تصاویر باند مرئی و مادون قرمز ماهواره‌ها بهره گرفت. در حالی که روشنایی ابرها در هر تصویر باند مرئی به شدت روشنایی خوشید، و رادیو متر   (سنجنده) بستگی دارد، روشنایی ابرها در هر تصویر مادون قرمز نیز به حرارت سطح  پخش بستگی دارد بطوری که هر چه تصویر روشن‌تر باشد، قسمت فوقانی ابر خنک تر است. هر تصویر مادون قرمز در بخشی از طیف امواج الکترومغناطیسی به دست می‌آید که اتمسفر در این ناحیه طیفی، تقریبا نور طی کن است؛ بنابراین تابش متصاعد  از ابرها و سطح زمین تقریبا بدون اثر و دخالت اتمسفر به ماهواره خواهد رسید.

ماهواره‌های هواشناسی ارتشی
 ایده دیزاین و ساخت ماهواره‌های هواشناسی ارتشی تقریبا همزمان با همنوع‌های غیرنظامی مطرح شد. در بین کشورهای جهان، آمریکا قدرتی بلامنازع در دیزاین و ساخت ماهواره‌های هواشناسی ارتشی شناخته شده است. این کشور از اوایل دهه ۱۹۷۰، با طرح‌ریزی یک برنامه فضایی با نام «برنامه ماهواره‌های هواشناسی پاسداری ای (DMSP)»، زیر نظر وزارت دفاع این کشور، گام‌های اهمیتی می داری در این زمینه برداشته است. ظاهرا سایر کشورهای جهان در این حوزه فعالیت‌های مدون و سازمان‌یافته‌ای نداشته‌اند و بیشتر اطلاعات موجود در زمینه ماهواره‌های هواشناسی به فعالیت‌های آمریکا ختم می‌شود.

برنامه ماهواره‌های هواشناسی پاسداری ای آمریکا
ماهواره‌های هواشناسی که تحت برنامه فضایی دی.ام.اس.پی، دیزاین و ساخته شده‌اند، از دقت بسیار بالایی در دیده‌بانی رویدادهای اثرگذار در وضعیت هواشناسی زمین برخوردار است. این ماهواره‌ها قادر به تشخیص کوچک‌ترین اشیاء روی زمین در حد و اندازه‌های یک تانکر نفتی هستند. مضاف بر این‌که، این ماهواره‌های ارتشی، تنها ماهواره‌هایی هستند که مجهز به سامانه‌های دیده‌بانی در شب هستند. برخی از دیدنی‌ترین تصاویر ماهواره‌های گرفته شده از زمین در شب متعلق به ماهواره‌های DMSP است. این ماهواره‌ها قادر به ردیابی چراغ‌های شهر، آتشفشان‌ها، آتش‌سوزی، رعد و برق، شهابسنگ‌ها، میدان‌های نفتی و همچنین شفق‌های قطبی شمال و جنوب هستند. ماهواره‌های هواشناسی ارتشی به مدد سنجنده‌های فروسرخ و حسگر‌های حرارتی می‌توانند علاوه بر ردیابی آتش‌سوزی‌ها در شب یا روز، منابع بالقوه آتش‌سوزی در زیر زمین را نیز شناسایی کنند. بررسی آتشفشان‌های روی زمین و تشخیص ابرهای باران‌زا از ابرهای تشکیل‌شده بر فراز قلل آتشفشانی از جمله توانایی‌های این ماهواره‌ها به شمار می‌روند. ماهواره‌های متعلق به برنامه‌ DMSP در جریان آتش‌سوزی‌های چاه‌های نفت کویت در جریان جنگ این کشور با کشور عراق بیش از ۶۰۰ تصویر دقیق از این حادثه گرفت و توانست نشست میلیون‌ها گالن نفت خام را در آب‌های خلیج‌فارس و گستره آن را ردیابی کند.

برنامه فضایی DMSP چطور آغاز شد؟
در طول دهه ۱۹۶۰، برنامه‌های زیادی در ارتش آمریکا طرح‌ریزی شد که یکی از این برنامه‌ها، دیزاین و ساخت ماهواره‌های هواشناسی ارتشی بود. در آن سال‌ها کنگره آمریکا، بودجه قابل توجهی را به این امر اختصاص داد. اما در خود ارتش به جز تعداد معدودی، هیچ کس از ماهیت این برنامه اطلاعاتی نداشت. ارتش به دنبال آن بود تا با بهره گیری از داده‌هایی که از این ماهواره‌ها به دست می‌آید در عملیات‌های ارتشی و سایر برنامه‌های مرتبط با آن به طور اثرگذار بهره گیرد. در وقتی که این پروژه آغاز شد، به مدد سنجنده‌هایی که در ماهواره‌های اولیه به کار می‌گرفتند می‌توانستند از پوشش‌های ابری در جو زمین نقشه‌برداری رادیویی به انجام رسانند و توانستند فیلم‌ها و تصاویری با کیفیت بالا بگیرند. در ابتدا این فیلم‌ها بر اساس سامانه بازگشت فیلم به زمین می‌رسیدند؛ به گونه‌ای که تصاویر و فیلم‌های گرفته شده توسط این ماهواره‌ها به مدد یک کپسول به زمین باز می‌گشت و بازیابی می‌شدند. مدار گردش ماهواره‌های این دستگاه، یک مدار خورشید آهنگ بود. به طوری که این دوره گردش این ماهواره‌ها به دور زمین ۱۰۱ دقیقه بود و در هر ۲۴ ساعت تقریبا ۳.۱۴ بار به گرد زمین می‌چرخیدند. به این شکل این ماهواره‌ها توانستند در هر شبانه‌روز دو بار از فراز یک منطقه در روز عبور کنند و کل سطح زمین را پوشش دهند. در نسل‌های بعدی ماهواره‌های DMSP، تصاویر به زمین رله می‌شدند و دو ایستگاه زمینی تصاویر را دریافت و بازخوانی کرده و برای بخش‌های گوناگون در ارتش آمریکا ارسال می‌شدند. این داده‌های عکس و تصویری بعد از پردازش، موزائیک شده و خروجی آن‌ها در اختیار بخش‌های عملیاتی ارتش برای استفاده در عملیات‌ها قرار می‌گرفتند. بعد از آن با پیشرفت سامانه‌های مربوط به حسگرهای فروسرخ، این امکان برای ماهواره‌های هواشناسی ارتشی به وجود آمد که بتوانند در شب هم به فعالیت و جمع‌آوری داده توجه بکنند. در حال حاضر نسل پنجم ماهواره‌های DMSP در مدار زمین قرار دارند و این ماهواره‌ها تاکنون اطلاعات بسیار ارزشمندی از وضعیت آب و هوای زمین به دست آورده‌اند. البته داده‌های این ماهواره‌ها محرمانه بوده است و از دسامبر ۱۹۷۲، تنها دانشمندان و مهندسان ارتشی حق دسترسی به این داده‌ها را دارند. در ژوئن ۱۹۹۸ نیز به موجب قراردادی که مابین ارتش آمریکا و سازمان ملی اقیانوسی و گاز زنی (NOAA) به امضاء رسید برای کاهش هزینه‌ها، وظیفه مهار و نگهداری این ماهواره به این سازمان محول شد.

تاریخچه پرتاب ماهواره‌های DMSP
برنامه فضایی ماهواره‌های هواشناسی ارتشی آمریکا در ابتدا با نام «برنامه ۳۵» شناخته می‌شد. نخستین ماهواره از این برنامه در ۲۳ اوت ۱۹۶۲ توسط پرتابگر اسکات ایکس۲، از پایگاه فضایی واندنبرگ به فضا پرتاب شد. البته کمی قبل‌تر از آن در ۲۴ می همان سال دو ماهواره از این برنامه فضایی در راه تزریق به مدار ناموفق بودند. به طور کلی از ۵ ماهواره اولیه این برنامه که توسط موشک اسکات به فضا پرتاب شدند، سه مورد با شکست مواجه شد. بعد از آن برای پرتاب ماهواره‌ها از موشک «تور» استفاده کردند و بین سال‌های ۱۹۸۲ تا ۱۹۹۵، در مجموع ۸ پرتاب توسط موشک «اطلس.ای» انجام شد. نسل بعدی ماهواره‌های DMSP، بین سال‌های ۹۷ تا ۲۰۰۳ توسط پرتابگر «تایتان۲» انجام پذیرفت و یکی از ماهواره‌ها را هم موشک «دلتا۴» در مدار زمین گذاشت. ماهواره DMSP–F18، آخرین نمونه از ماهواره‌های هواشناسی ارتشی آمریکا است که در ۱۸ اکتبر ۲۰۱۲ توسط پرتابگر اطلس۵ به فضا ارسال شد. در آخرین نسل از این ماهواره‌ها از سامانه پیشرانش تازه ای با نام پیشرانش برودتی بهره گرفته شد که پیش‌بینی می‌شود که در آینده از این تکنولوژی در ماهواره‌ها بیشتر بهره گرفته شود.

**براى بالا بردن سطح کيفى، لطفا نظرات سازنده خود را در انتهاى صفحه براى ما بفرستيد**

نگارش: فردين م.

نجوم و فضا در بخش دانش و فناوری سايت سرزه

بیت انتخابی از دیوان حافظ :

کرشمه‌ای کن و بازار ساحری بشکن
««« »»»
به غمزه رونق و ناموس سامری بشکن

هواشناسی به یاری ماهواره های سنجش از دور کاربرد ماهواره ها در پیشگویی وضع هوا

TT / 152 — TP / 9%

با دیگران به اشتراک بگذارید

[ منبع این خبر سایت سرزه می باشد. ]

در صورتی که در خبر منتشر شده تخلفی مشاهده میکنید و یا نیاز به ارتباط با مسئول سایت جوونی | جدیدترین اخبار روز ایران و دنیا دارید روی این قسمت کلیک کنید.

گزارش تخلف

تمامی مطالب از سایت های مجاز فارسی و ایرانی تهیه و جمع آوری شده است، در صورت وجود هرگونه مشکل از طریق صفحه گزارش تخلف اطلاع دهید.

تبلیغات

جدیدترین اخبار منتشر شده

تبلیغات

دانلود سریال خارجی

دانلود فیلم ایرانی

دانلود فیلم خارجی

دانلود فیلم و سریال