| | Baggrund
Vejr
Vejret er kombinationen af forskellige fænomener (dvs. vind, skyer, nedbør) i den lavere atmosfære, den såkaldte troposfære, på en bestemt tid og sted. Vejret opstår, når Solens energi opvarmer Jordens overflade og den overliggende atmosfære. Vejret afhænger af breddegrad, orografi (højde og relief), fordelingen af land-hav, naturligt dække og antropo-geografiske faktorer. Vejrets fysiske karakteristika er temperaturen, lufttrykket og luftfugtigheden.
|  | Denne model er ikke i det rigtige forhold. Den elliptiske ekscentricitet er kun 1 til 298 og ville ikke kunne ses på tegningen. | |
Årstider
Jorden bevæger sig omkring Solen i en ellipseformet bane. Et kredsløb tager et år. Solen befinder sig i brændpunktet af ellipsen, og Jordens bane om Solen ligger i et imaginært plan, ekliptika. Jordens rotationsakse hælder med en vinkel af 23,5° i forhold til ekliptika. Under Jordens kredsløb om Solen bevæger dens rotationsakse sig ikke. Af den grund peger den nordlige halvkugle mod Solen i sommermånederne og peger væk fra den i vintermånederne.
Disse betingelser kommer af de forskellige vinkler, hvormed Solens stråling rammer Jordens overflade i løbet af året. Om sommeren er vinklen høj på den nordlige halvkugle. I vintermånederne bliver vinklen mindre, og Solen står lavere over horisonten. Deraf følger, at Solen står senere op og går tidligere ned i vintermånederne på den nordlige halvkugle. Dagene er korte og kolde på grund af den lave isolering.
Det er situationen på den nordlige halvkugle. Når det er vinter på den nordlige halvkugle, står Solen højt på himlen på den sydlige halvkugle, og dagene er lange og varme. Når det er sommer på den nordlige halvkugle, er det vinter på den sydlige. Årstiderne på den nordlige og sydlige halvkugle er modsatte.
Det punkt, hvor Solens stråler rammer Jordens overflade i en ret vinkel, skifter mellem 23,5° N og 23,5° S i løbet af et år. Årstidernes klimaændringer er forårsaget af Jordens hældning på 23,5°. Afstanden fra Jorden til Solen har meget lille betydning. Det nordlige og sydlige vendepunkt for Solen kaldes den nordlige og sydlige vendekreds, henholdsvis Krebsens vendekreds og Stenbukkens vendekreds.
Sommer på den nordlige halvkugle
Sommer på den sydlige halvkugle
 Sommer på den nordlige halvkugle
 Sommer på den sydlige halvkugle
| | Klimazoner | |
Klimazoner
Dannelsen af klimazoner er også en konsekvens af solstrålernes forskellige vinkler. Men der er mange flere påvirkninger som for eksempel fordelingen af land-hav, orografien, atmosfæriske strømme og havstrømme og så videre. Den høje grad af samspil ses tydeligt i den intertropiske konvergenszone (ITK).
| | | Intertropisk konvergens |
ITK (Intertropisk konvergens)
Den intertropiske konvergenszone ligger tæt på Ækvator. Luftmasserne varmes op og stiger derfor opad. Under den varme luftmasse dannes et termisk undertryk. De fugtige nordøstpassatvinde fra den nordlige halvkugle og sydøstpassatvindene fra den sydlige halvkugle støder sammen (konvergerer). Når passatvindene blæser, bliver luftmasserne opvarmet og stiger opad. På grund af den meget høje luftfugtighed og den meget høje temperatur danner den opstigende luft høje cumulonimbusskyer.
Disse skyer er meget større og mere lodrette end cumulusskyer i godt vejr. Toppen af en cumulonimbussky kan nå op i 12.000 meters højde. Mange regn- og tordenstorme kommer fra cumulonimbusskyformationer. Placeringen af ITK afhænger af årstiderne.
Grundlæggende bevæger ITC sig med Solens zenit fra 20° N til 20° S. Der ses dog udsving, der dels skyldes cirkulationen af høje passatvinde. Den aktuelle position af ITC definerer den meteorologiske Ækvator.
| | Passatcirkulation | |
Passatvinde
Vinde med en gennemsnitshastighed på 20 km/t blæser regelmæssigt mod vest langs med den ækvatoriale side af den subtropiske højtrykszone. Over land og i starten af deres rejse over havet er de for det meste tørre vinde som Harmattan-vinden i Vestafrika. På vejen over havet optager vindene store mængder vanddamp, og i bjergrige områder udvikler de mange skyer og nedbør.
Langs med Ækvator støder nordøstpassaten og sydøstpassaten sammen (konvergerer) i et område med lavtryk. Under indflydelse af Solen ved zenit og den deraf følgende kraftige opvarmning af jordoverfladen, stiger de sammenstødte luftmasser opad og danner fugtige cumulonimbusskyer. Luftmassernes stigning ved Ækvator afbalanceres af et fald ved vendekredsene, hvilket fuldender cirklen. (se diagrammet Intertropisk konvergens).
NDVI
Indekset Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), der vedrører andelen af fotosyntetisk absorberet stråling, beregnes fra den synlige røde kanal og den nærinfrarøde kanal. Sund vegetation viser en stejl stigning i refleksion ved 0,7 µm (nærinfrarød), hvorimod jord, afhængigt af dens art, viser en lineær stigning. Jo mere aktivt klorofylet er, jo stejlere er stigningen i refleksion i det nærinfrarøde område ved 0,7 - 1 µm. Dette giver mulighed for en klassifikation af vegetationens tilstand. Se ogse: Hvad er telemåling, Telemåling i detaljer and Vegetationskortlægning
.
Standardiseringen (ved hjælp af kvotienter) reducerer topografiske og atmosfæriske påvirkninger og giver mulighed for at observere store områder.
Beregningen for Landsat NDVI er: (kanal4 - kanal3) / (kanal4 + kanal3).
Med andre ord,
| NDVI = |
nærinfrarød - rød
|
nærinfrarød + rød |
| | | Meteosat anden Generation, MSG, tegning |
Vejrsatellitter
De vejrsatellitter, der anvendes til mereorologiske observationer, flyver i baner enten over polerne eller Ækvator. Disse satellitter måler refleksionen og strålingen fra Jordens overflade. Refleksionen og strålingen (infrarød) kan fortolkes for at få oplysninger om skyfordelingen, temperaturen og mængden af vanddamp i atmosfæren. Man er specielt opmærksomme på tidligt at opdage orkaner og tordenbyger. På grund af strålingen er det muligt at måle temperaturerne på luftfilm og på Jordens overflade. På den måde kan man også fastslå skyernes højde. Selv om natten kan man observere skyfordelingen ved at måle den infrarøde stråling.
Meteosat
- Meteosat første generation
- Opløsning ved Jordens overflade
- synligt lys (VIS) 2,5 km
- infrarød (IR) 5 km
- Spektrale kanaler
- 1: 0,50 - 0,90 µm synligt lys
- 2: 5,70 - 7,10 µm vanddamp
- 3: 10,50 - 12,50 µm termisk infrarød
- Driftshøjde 36.000 km
- Gentagelsesfrekvens 30 minutter
- Data siden 1978
Synligt lys: VIS-kanalen arbejder i det synlige spektrum. Den måler solstrålingen reflekteret af atmosfæren og Jordens overflade. Vand- og isskyer er tydelige på grund af deres påfaldende højere refleksion. Det skal indrømmes, at sne og is kan have en lignende stærk refleksion. Refleksionen fra vandoverflader afhænger meget af optagelsens retning samt overfladeforholdene..
Vanddamp: WV-kanalen arbejder i zonen med dampabsorptionskoefficient (5.7 - 7.1 µm, melleminfrarød). På grund af styrken af absorptionen i dette bølgelængdeområde registreres der oftest værdier i mellem og øvre troposfære. Den atmosfæriske absorption af den melleminfrarøde stråling er faktisk så kraftig, at der næsten ikke når nogen stråling frem til Jorden. Derfor er der intet tilbage på Jordens overflade til at reflektere, og den forekommer at være "usynlig".
Selv på områder, hvor der ikke er nogen skydannelse, kan eksisterende vanddampområder i den øvre atmosfære efterhånden danne skyer og dermed nedbør. Billederne har typisk en lavere opløsning end IR-billeder, men de fås både dag og nat, hvilket er en fordel i forhold til synlige billeder. Vanddamp er synlig dag og nat, fordi melleminfrarød findes både dag og nat og ikke afhænger af tilstedeværelsen af direkte solstråling. Brugbarheden af billederne mindskes af det faktum, at vanddampindhold på "lavt niveau" ofte er meget vigtigt for dannelse af skyer og nedbør. Fordi billederne på "højt niveau" kan betyde, at man ikke får væsentlige variationer af vanddamp med fra lavere niveauer.
Termisk infrarød: IR-kanalen arbejder i et spektralt område med lav absorption af sporgas. Det gør det muligt at måle langebølgestråling fra Jordens overflade og skyers overflader. Der er en fin differentiering af skyer på grund af deres lavere temperaturer sammenlignet med Jordens overfladetemperaturer. Vanskelighederne opstår med lavthængende skyer og sne og isfelter, der kan have lave temperaturer lig dem på isskyernes overflader.
Meteosat anden generation
Meteosat anden generation (MSG) også kaldet Meteosat 8 er nu i drift. Den har forbedrede tekniske specifikationer. MSG vil generere multispektrale billeder af Jordens overflade og skysystemer i dobbelt hastighed (hvert 15. minut i stedet for hver halve time) i forhold til den nuværende Meteosat og med et meget større antal spektrale kanaler (tolv sammenlignet med tre for Meteosat). Den tilbyder også en kraftigt forbedret geometrisk opløsning (1 km for den synlige kanal med høj opløsning og 3 km for de andre). Otte af kanalerne vil være i termisk infrarød og give permanente data om temperaturer på skyer, jord- og havoverflader såvel som andre oplysninger. Med brug af kanaler, der absorberer ozon, vanddamp og kultveilte, giver MSG også meteorologerne mulighed for at analysere karakteristikaene i atmosfæriske luftmasser, der gør det muligt at rekonstruere et tredimentionelt billede af atmosfæren. To af de otte infrarøde kanaler lægges nu ud på Eumetsat hjemmesiden. De nuværende muligheder i Meteosat bibeholdes. .
Kilde: EUMETSAT
| |
