المراقبة بالأقمار الصناعية

2013 دليل التنبؤ الجوي

ستورم دنلوب

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

علوم الأرض والجيولوجيا

أصبحت المراقبة بالأقمار الصناعية حالياً جزءاً لا يمكن الاستغناء عنه في التنبؤ الجوي، وهناك نوعان من الأقمار الصناعية الخاصة بالأرصاد الجوية: الأقمار الثابتة بالنسبة للأرض والأقمار التي تدور حول القطب، وتدور الأقمار الثابتة بالنسبة للأرض بارتفاع 35,900 كم (22,300 ميل) فوق خط الاستواء، ويدور القمر الاصطناعي في هذا الموقع حول الأرض مرة في اليوم وهكذا يبقى فوق نفس النقطة من السطح، ويعني انحناء الكرة الأرضية من موقع القمر الصناعي أن مجال رؤيته حوالي 120 درجة وليس 180 درجة، كما أن العديد من الأقمار الصناعية ثابتة حول خط الاستواء وتقدم تغطية متداخلة، والأقمار الصناعية الرئيسية هي ميتيوسات (Meteosat) على خط الطول 0 وغوز إي (GOES-E) على خط الطول 75 غرباً وغوز دبل يو (GOES-W) على خط الطول 135 غرباً وجي إم إس (GMS) على خط العرض 140 شرقاً ، وهي تقدم مراقبة مستمرة للطقس حول العالم في الليل والنهار (وتقوم جميع الأقمار الصناعية بمراقبات عبر قنوات مختلفة على طول الموجات تحت الحمراء كما أن البيانات المستخلصة من الموجات المرئية هي الوحيدة غير المرئية خلال الليل)، وقد قدمت سلسلة الأقمار الصناعية الأصلية على سبيل المثال تغطية كاملة كل 30 دقيقة عبر ثلاث قنوات: مرئية وتحت الحمراء وقناة مختارة للكشف عن بخار الماء، وتتحكم سلسلة من الأقمار الصناعية من الجيل الثاني باثني عشر قناة في مستوى أعلى وتتكرر كل 15 دقيقة.

ولا يمكن الحصول على التغطية المناسبة لخطوط العرض العليا من الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض، لذا يمكن تكملة مراقباتها ببيانات من أقمار صناعية تدور حول القطب، ويتم إطلاقها في مدارات أكثر انخفاضاً بارتفاع 800 – 1000 كم (500 -620 ميل) وتميل هذه المدارات بشدة لخط الاستواء وبالتالي تحملها فوق خطوط العرض المرتفعة، وتراقب جميع الأقمار الصناعية بشكل مستمر السطح تحتها وتغطيه كشريط لا ينتهي، كما أن المدارات متزامنة بشكل عام مع الشمس أي أن التباين المداري منظم بحيث يعود القمر الصناعي إلى نفس الموقع النسبي للسطح في نفس الوقت تقريباً من كل يوم، وتستغرق فترة الدوران حوالي 90 دقيقة، وبينما يدور الشرق تحت المدار تقوم عصابات متداخلة بتغطية السطح بحيث يمكن مراقبة كامل الكرة الأرضية مرتين في اليوم (مرة من الشمال إلى الجنوب ومرة من الجنوب إلى الشمال بعد اثني عشرة ساعة)، وتقوم الأقمار الصناعية بالمراقبة من خلال العديد من القنوات الطيفية مما يقدم البيانات خلال الليل والنهار، وأول مثال على سلسلة لمثل هذه الأقمار الصناعية هو سلسلة نيمبوس المعروفة بشكل عام باسم أقمار وكالة الإدارة الوطنية الجوية والمحيطية وهي الوكالة التي تزود هذه الأقمار.

وبغض النظر عن المزايا الكثيرة لمراقبة الظروف فوق المحيطات والمناطق شبه غير المأهولة في الأرض حيث يقل كثيراً الرصد السطحي (والراصدون) فإنه يمكن استخدام بيانات الأقمار الصناعية للحصول على الكثير من المعلومات الهامة غير المتوفرة بأي وسائل أخرى، وقد تمت مناقشة تحديد كمية بخار الماء إلا أن هناك معلومات أخرى تشمل اتجاه الرياح وارتفاع الموجات ودرجة حرارة قمة السحابة والعديد من العوامل الأخرى المطلوبة للأنواع المختلفة من التنبؤ الجوية الذي يتم تحضيره في الوقت الحاضر.

وعلى الرغم من أن الكثير من الأقمار الصناعية الأخرى ليست جزءاً من شبكة الأرصاد الجوية إلا أنها تراقب الأرض بما فيها القمر المحيطي الأوروبي وأقمار الإدارة الوطنية الجوية والمحيطية الأرضية والمائية، ولا يتم استخدام بيانات هذه الأقمار بشكل مستمر للتنبؤ الجوي إلا أنها تكون مفيدة أحياناً في ملء ثغرات قد تنشأ في التغطية المدارية القطبية في أوقات الكوارث الطبيعية كالفيضانات والأعاصير المدارية أو في الدراسات الفردية لعلم الأرصاد الجوية أو المواد المناخية.