A meteorológiai műholdak fontos szerepet töltenek be az időjárás és az éghajlat nyomon követésében, a földi mérőhálózat elengedhetetlen kiegészítői.

Műholdfajták

A meteorológiai műholdaknak két fajtája létezik, a geostacinárius és a kvázipoláris pályán keringő műholdak, amelyek együttesen lefedik a Föld egészét és egy közel folytonos idősort állítanak elő.

A geostacionárius műholdak keringési ideje megegyezik a Föld keringési idejével (geoszinkron pálya), így azok a föld felszínének mindig azonos régiójáról készítik 15-30 percenként a felvételeket. Ezek a műholdak kb. 35 800 kilométer magasan keringenek, a keringés síkja egybeesik az Egyenlítő síkjával. Az Egyenlítő felett elhelyezkedő 5, egymástól 70 hosszúsági fokra elhelyezkedő műhold, a pólusok környékét leszámítva, az egész Földet lefedi.

A poláris és a geostacionárius műholdak egymáshoz viszonyított helyzete.

A kvázipoláris műholdak (napszinkron pálya) alacsonyabban, kb. 800-900 kilométeres magasságban helyezkednek el, és nagyjából minden 100. percben áthaladnak a Föld északi és déli pólusa fölött. A geostacinárius műholdakkal ellentétben egyetlen kvázipoláris műhold képes lefedni a teljes földfelszínt, de egy adott pont fölött naponta csak kétszer halad el - azaz egy 24 órás időszakon belül két alkalommal látja az egész bolygót. Két poláris műholddal azonban már 6 órára lehet csökkenteni a felvételek között eltelt időt.

A geostacionárius műholdak esetében a nagy keringési magasság miatt igen kifinomult technikára van szükség, hogy jó minőségű felvételek készüljenek, míg a poláris műholdaknál kevésbé érzékeny műszerek mellett is el lehet érni ugyanazt a felbontást.

Az első sikeres meteorológiai műholdat, a TIROS 1-et (Television Infrared Observing Satellite) 1960-ban lőtték fel az USA-beli Cape Canaveralból. Kvázipoláris pályán keringett, és mindössze 78 napig szolgáltatta az adatokat. Ez a műhold még nem folyamatosan a Föld felé irányult, és csak nappal működött, de így is több ezer képet készített a bolygót körülölelő felhőformákról.

Az első űrből készült felvétel, amelyet a TIROS-1 készített, Maine állam és Kanada partjait mutatta.(NASA)

Geostacionáris pályára elsőként hat évvel később állítottak meteorológiai műholdat, az ATS 1-et Hawaii-tól délre.

Jelenleg számos műholdcsalád létezik, a műholdak átlagos élettartama 3-7 év. A legfontosabb geostacionárius műholdak a következők: METEOSAT (EUMETSAT), GOES (USA), MTSAT (Japán), INSAT (India), GOMS/Electro (Oroszország) és FengYun-2 (Kína). A legfontosabb poláris műholdak pedig az alábbiak: NOAA (USA), Terra és Aqua (NASA), MetOp (EUMETSAT), Envisat (ESA), Meteor (Oroszország), FengYun-1 (Kína).

Milyen adatokat szolgáltatnak?

A meteorológiai műholdak a felhőzet és a viharrendszerek nyomon követése, a hőmérséklet magassággal történő változása vagy a páratartalom rögzítése mellett figyelik többek közt az erdőtüzeket, a légszennyezés hatásait, a homokviharokat, a sarki fényt, a hó- és jégborítottságot, a növényzet állapotát, a tengerfelszín hőmérsékletét és a tengeráramlatokat.

A műholdak olyan szenzorokkal vannak felszerelve, amelyek a légkört különböző hullámhossz-tartományokban, ún. csatornákban (pl. látható, infravörös, vízgőz, mikrohullám) detektálják. A mérési adatokat digitalizálják, majd továbbítják a földi megfigyelő állomásra, ahol műholdképekké, térképes formává alakítják azokat.