Opazovanje v meteorologiji

Za spoznavanje meteoroloških razmer na vseh koncih sveta je nujno opazovanje našega planeta. Hvala mnogim instrumenti za opazovanje lahko poznamo in celo predvidevamo meteorološke razmere na skoraj vseh koncih planeta Zemlja.

Da bi spoznali stanje meteorologije, se meritve izvajajo na tisočih meteoroloških postaj, ki se nahajajo ne samo na kopnem, temveč tudi na morju, na različnih višinah ozračja in celo na satelitih iz vesolja. Kako delujejo naprave, ki opazujejo naš planet in njegove meteorološke razmere? Kako pomembni so glede vremenskih napovedi?

Opazovanje v meteorologiji

Merilne naprave različnih meteoroloških spremenljivk, kot so tlak, vetrovi, vlaga, padavine, temperature, itd. Nahajajo se v fiksnih položajih po celotnem planetu. Nahajajo se tako v krajih na celini, kot so ravnine, gore, doline, mesta, pa tudi ob poteh, ki jih sledijo ladje in letala, pri čemer izkoriščajo dejstvo, da imajo vsi na krovu meteorološke instrumente.

Uporaba informacij, ki jih nudijo vsi ti viri opazovanja, je zelo raznolika: od zgolj časovnih zapisov na določenih postajah do izdelave meteoroloških napovedi. V vsakem primeru meteorološki centri informacije centralizirajo po območjih, jih obdelajo, nadzorujejo njihovo kakovost in jih razdelijo uporabnikom, ki jih morda potrebujejo za preučevanje ozračja.

Ko se javnost sporoči o rezultatu meteorološkega opazovanja, se to imenuje meteorološko poročilo. Tako oddaja se imenuje «del«. Rezultat meteorološkega opazovanja je mogoče prikazati tako ustno kot s predstavitvami. Običajno se uporablja zemljevid območja, ki ga je treba opazovati, na njem pa so predstavljene opazovane meteorološke spremenljivke in njihov razvoj.

Z naborom preučenih meteoroloških spremenljivk je mogoče zgraditi modele, ki bodo pomagali pri njihovi napovedi. Za to, temeljijo na vzorcih delovanja in vedenja teh meteoroloških spremenljivk soočene z okoljskimi razmerami in kako se lahko razvijajo skozi čas. Vremenska napoved je v vsakdanjem življenju zelo potrebna, da lahko vemo, kakšno bo vreme v naslednjih dneh, in da bomo lahko ravnali glede na vreme.

Modeli vremenske napovedi uporabljajo podatke, pridobljene po toliko letih zapisov, da lahko oblikujejo značilnosti, ki sestavljajo podnebje v regiji. Kot veste, vreme ni isto kot vreme. Meteorologija se nanaša stanje meteoroloških spremenljivk ob določenem času. Kljub temu je podnebje nabor teh spremenljivk skozi leta. Na primer, podnebje je polarno, ko spremenljivke, kot so temperatura, padavine v obliki snega, vetrov itd. Oblikujejo hladno podnebje, v katerem prevladujejo nizke temperature pod ničlo.

Naprave za meteorološko opazovanje

Osnova vseh meteoroloških opazovanj so meteorološki instrumenti, ki se uporabljajo za meritve. Ta tabela povzema nekatere najpogosteje uporabljene instrumente:

Meteorološka postaja ima običajno več teh instrumentov, četudi je zelo popoln. Za pravilno izvajanje meritev meteoroloških spremenljivk jih je treba izvesti v skladu z merili, določenimi v Svetovna meteorološka organizacija. Ta merila temeljijo na pravilni lokaciji, usmerjenosti in okoljskih pogojih, ki lahko vplivajo na merilne naprave in spremenijo pridobljene rezultate.

Da bodo podatki strogi, mora imeti ohišje meteorološke postaje vgrajeno stražarnico, nekakšno belo leseno kletko, ki se nahaja 1.5 m od tal, znotraj katere so termometri, higrometer in uparjalnik. Poleg tega imajo postaje v mnogih primerih meteorološki stolp. Na njem so nameščene merilne naprave, kot so termometri, vetrometri in lopatice, ki nas obveščajo o meteoroloških razmerah na različnih višinah.

Opazovanje meteoroloških satelitov

Kot smo že omenili in brez dvoma so opazovalni sateliti najbolj zapleteni, vendar tisti, ki dajejo dobre rezultate. Položaj satelitov v orbiti okoli Zemlje jim omogoča privilegiran pogled, veliko širši in celovitejši od pogleda katere koli naprave, ki se nahaja na zemeljski površini.

Sateliti sprejemajo elektromagnetno sevanje, ki ga oddaja in odbija Zemlja. Prvo prihaja samo od sebe, drugo pa prihaja od Sonca, vendar se odraža na zemeljski površini in v ozračju, preden doseže satelit. Sateliti zajemajo določene frekvence tega sevanja z različno intenzivnostjo, odvisno od atmosferskih razmer, da kasneje obdelajo podatke in izdelajo slike, ki bodo sprejete na zemeljskih postajah, kjer jih bodo interpretirali.

Meteorološke satelite lahko razvrstimo glede na orbito, na kateri se nahajajo, in glede na njihovo vrsto:

Geostacionarni sateliti

Ti sateliti se vrtijo istočasno kot Zemlja, zato vizualizirajo le fiksno točko, ki se nahaja na ekvatorju Zemlje. Običajno so ti sateliti se nahajajo na zelo velikih razdaljah od Zemlje (približno 40.000 km).

Prednosti, ki jih ponujajo ti sateliti, so v tem, da je njihovo vidno polje zelo široko in veliko kot celoten obraz planeta. Poleg tega neprekinjeno zagotavljajo tudi informacije o določenem območju, ki ga želite opazovati, in omogočajo meteorološki razvoj na tem območju.

Polarni sateliti

Polarni sateliti so tisti, ki krožijo veliko bližje kot prejšnji (visoki med 100 in 200 km), zato nam ponujajo bližji pogled na naš planet. Slaba stran je, da čeprav nam ponuja slike z višjo ločljivostjo in jasnejšo, so sposobni opazovati manj prostora.

Meteorološki satelit ima ustrezne instrumente za zajemanje informacij o različnih lastnostih planeta Zemlja, predvsem pa zajema vidna in infrardeča elektromagnetna sevanja. Iz teh informacij nastaneta dve vrsti satelitskih posnetkov, ki se imenujeta spektralni pas, ki mu ustrezata. Če bomo prejete slike postavili eno za drugo in jih gledali kot zaporedje, bomo lahko cenili gibanje oblakov, tako kot nas vremenski človek vsak dan prikazuje na televiziji.

Vrste opazovanj

Glede na informacije, ki jih zbereta dve vrsti meteoroloških satelitov, lahko izdelamo opazovalne zemljevide z dvema vrstama slik, ki jih sateliti zbirajo: Prvič, slike so vidne na vidnem in drugič tiste, ki so v infrardeči povezavi.

Vidne slike (VIS)

Vidne slike predstavljajo podobo, ki je zelo podobna tisti, ki bi jo zaznali, če bi bili na satelitu, saj, kot bi to storile naše oči, satelit zajame sončno sevanje po odsevu oblakov, kopnega ali morja, odvisno od območju.

Svetlost slike je odvisna od treh dejavnikov: jakosti sončnega sevanja, kota dviga sonca in odbojnosti opazovanega telesa. Povprečna odbojnost (ali albedo) sistema Zemlja-atmosfera je 30%, vendar, kot smo videli v prejšnjem poglavju, sneg in nekateri oblaki lahko odražajo veliko količino svetlobe, tako da so na vidni satelitski sliki videti svetlejši kot na primer morje.

Čeprav so oblaki na splošno dobri reflektorji, je njihov albedo odvisen od debeline in narave delcev, ki jih tvorijo. Cirrus, na primer tanek oblak, ki ga tvorijo ledeni kristali, komaj odbija sončno sevanje, zato ga je težko videti na vidni sliki (skoraj so prozorni).

Infrardeče (IR) slikanje

Intenzivnost infrardečega sevanja, ki ga oddaja telo, je neposredno povezana z njegovo temperaturo. Tako visok in hladen oblak, kot je cirrus, na taki sliki bo videti zelo svetlo. Puščava opoldne, če nad njo ni oblakov, bo zaradi visoke temperature na sliki videti kot zelo temno območje. Infrardeče slike je mogoče barvno izboljšati, odvisno od emisijske temperature območja, kar olajša prepoznavanje zelo hladnih območij, ki običajno ustrezajo visoko razvitim vrhom oblakov.

Infrardeče slike otežujejo razlikovanje nizke oblačnosti in megleKer je njihova temperatura podobna temperaturi površine, kjer so, bi jih lahko zamenjali z njo.

Infrardeče slike se uporabljajo predvsem ponoči, saj satelitov, ki zajemajo vidne slike, ni svetlobe. Misliti morate, da ne glede na to, ali je dan ali noč, telesa oddajajo toploto in bodo glede na temperaturo bolj bela ali temnejša. Zaradi tega se dve vrsti opazovanja uporabljata za boljše kontrastiranje informacij in njihovo popolno dopolnitev.

S temi informacijami boste že vedeli več o meteorologiji in pomenu njenega opazovanja za ustvarjanje modelov, ki pomagajo pri napovedovanju vremena.