الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية

في صباح يوم 8 أيلول (سبتمبر) 1900، مدينة جالفيستون الساحلية في الولايات المتحدة تتوقع قدوم عاصفة. إن المدينة معتادة على العواصف. لا أحد قلق بشكل خاص. يحذر مكتب الأرصاد الجوية من رياح أعلى من المعتاد وفيضانات طفيفة. ولكن بحلول الساعة الثامنة مساءً في تلك الليلة، دمرت الرياح التي تبلغ سرعتها 220 كيلومترًا في الساعة ومياه الفيضانات بارتفاع عدة طوابق كل مبنى تقريبًا في المدينة. وقد كان عدد الوفيات ما بين 6000 و 12000 شخص. عًرف هذا باسم إعصار جالفستون العظيم. ولا تزال الكارثة الطبيعية الأكثر فتكًا في تاريخ الولايات المتحدة. في عام 1900، كان لدى الناس طرق محدودة للتنبؤ بالطقس. كان هناك القليل من المعلومات حول الإعصار المتكون فوق البحر قبل أن يصل إلى اليابسة في جالفستون. في وقتنا الحاضر يمكن لخبراء الطقس والذين يطلق عليهم خبراء الأرصاد، التنبؤ بأحداث الطقس بشكل أكثر دقة، مما يتيح للناس فرصة أفضل للاستعداد أو الإخلاء. واحدة من الأدوات الرئيسية التي يعتمد عليها علماء الأرصاد الجوية هي صور مأخوذة من الفضاء يظهر بها النشاط في الغلاف الجوي للأرض. هذه الصور أصبحت ممكنة بواسطة الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية. ربما تكون قد شاهدت "صور الأقمار الصناعية" عند مشاهدة النشرة الجوية. هذه الصور ليست في الواقع صورًا التقطتها الأقمار الصناعية. وإنما هي صور تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر تتكون من المعلومات الرقمية التي تم تحصيلها بواسطة الأقمار الصناعية. ننرى كيف يحدث ذلك. أقمار الطقس تحمل أداة خاصة التي تقيس تدفق الطاقة الكهرومغناطيسية بين الشمس وسطح الأرض - إشعاع الغلاف الجوي. هذه الأداة هي مقياس إشعاع. يتأثر إشعاع الغلاف الجوي بعوامل مثل قطيرات السحب والرطوبة ودرجة الحرارة، لذلك عن طريق قياس الإشعاع الجوي، يمكننا أن نقول الكثير عن الطقس. تنتقل بيانات الإشعاع إلى الأرض، إلى محطة استقبال. حيث تتم معالجة البيانات من خلال أجهزة الكمبيوتر لتكوين الصور. تتم إضافة علامات مثل حدود البلد إلى الصور لمساعدتنا في تحديد أجزاء الأرض التي ننظر إليها. وأخيرًاتًرسل الصور إلى مراكز التنبؤ بالطقس حول العالم وإتاحتها على الإنترنت. يمكن أن يكون الوقت من قمر صناعي ل أخذ قياس إلى صورة تظهر على الإنترنت أقل من دقيقة. هناك نوعان رئيسيان من أقمار الطقس. كل منها يدور حول الأرض بشكل مختلف. النوع الأول يدور على ارتفاع عالٍ جدًا، عشرات الآلاف من الأمتار فوق الأرض. يكمل مدارًا واحدًا كاملاً في نفس الوقت الذي تستغرقه الأرض للدوران مرة واحدة. هذا يعني أنه من الأرض، يبدو أن القمر الصناعي يظل ثابتًا، دائما فوق نفس المنطقة. هذا هو قمر صناعي ثابت بالنسبة للأرض. الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض تسمح لأخصائيي الأرصاد الجوية مراقبة التغييرات في نفس المنطقة بمرور الوقت. بهذه الطريقة يمكنهم رؤية تقدم أنظمة الطقس مثل الأعاصير والعواصف الأخرى. النوع الآخر من الأقمار الصناعية للطقس يدور على مسافة أقل من ذلك بكثير، على ارتفاع أقل من ألف كيلومتر. يسافر فوق الخطوط الوهمية التي تمتد من الشمال إلى الجنوب على سطح الأرض - خطوط الزوال. هذا قمر صناعي في مدار قطبي. القمر الصناعي ذلك يدور حول القطبين يمر فوق القطبين الشمالي والجنوبي مرة واحدة في كل دورة، ويراقب شريطًا ضيقًا بين الشمال والجنوب في كل مرة. عندما تدور الأرض باتجاه الشرق، يقيس القمر الصناعي قطاعًا أبعد قليلاً نحو الغرب مع كل ممر. بتجميع هذه الشرائح معًا جنبًا إلى جنب، يمكن لعلماء الأرصاد أن ينظروا إلى مساحة أكبر من غطاء الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة إلى الأرض. على الجانب الآخر، لا يمكنهم الحصول على بيانات مستمرة لأي بقعة واحدة - يمر القمر الصناعي المداري القطبي في نفس الموقع مرة واحدة فقط كل 12 ساعة. من خلال الجمع بين البيانات المستمرة التي تقدمها الأقمار الصناعية الثابتة للأرض مع التغطية العالمية التي توفرها الأقمار الصناعية التي تدور في مدار قطبي، يمكن لخبراء الأرصاد الجوية بناء صورة لما يحدث في الغلاف الجوي للأرض وتحديد أحداث الطقس قبل أن تضرب.