I satelliti meteorologici

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I satelliti
meteorologici
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I satelliti meteorologici
sono
un potentissimo strumento
per la meteorologia, climatologia
e
fisica dell'atmosfera.
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Appunti dalle lezioni
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• Sono dotati di un radiometro che misura
la radiazione solare riflessa dal nostro
pianeta e dall'atmosfera.
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Appunti dalle lezioni
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Si possono determinare:
la sommità delle nubi
la temperatura superficiale del mare
(maggiore è la temperatura, maggiore è la
radiazione infrarossa emessa da queste
superfici).
• In questo modo si possono distinguere :
• le nubi alte (più fredde) dalle nubi basse
(più calde).
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Appunti dalle lezioni
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• A seconda del tipo di orbita, i satelliti
meteorologici si distinguono in :
• satelliti geostazionari
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• satelliti polari.
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Appunti dalle lezioni
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satelliti geostazionari
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• si trovano ad una quota di circa 36.000
chilometri, ruotano con un periodo di 24 ore
e stanno fissi sulla stessa verticale (in
genere sopra l'equatore).
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Appunti dalle lezioni
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satelliti polari.
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• tracciano un'orbita sopra i poli e stanno ad
altezze molto più basse (tra i 100 e 700
chilometri) e acquisiscono immagini con
una risoluzione spaziale maggiore, anche
se con una minore risoluzione temporale.
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Appunti dalle lezioni
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I nuovi satelliti geostazionari
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• Sono concepiti per :
• contribuire al miglioramento delle
previsioni meteo,
• studiare l’evoluzione del clima
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Appunti dalle lezioni
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La NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)
ha lanciato in orbita geostazionaria i
satelliti della serie GOES -1
(Geostationary Operational Environmental
Satellite, serie 1)
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che portano in orbita radiometri di nuova
concezione per studiare la microfisica
delle nubi.
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Appunti dalle lezioni
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Meteosat
Second
Generation
MSG
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Appunti dalle lezioni
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Schema del sistema MSG
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Appunti dalle lezioni
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• Due satelliti in orbita:
• MSG operativo per i compiti operativi
• MSG di supporto per subentrare in caso
di malfunzionamento.
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Appunti dalle lezioni
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• Il satellite invia i dati alla Primary Ground Station
(PCS) di Darmstadt, in Germania, dove vengono
elaborati e inviati di nuovo al satellite, che manda
le immagini alle stazioni riceventi.
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Appunti dalle lezioni
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• Il satellite invia dati anche alle Satellite
Application Facilities (SAF) per produrre
dati secondari per oceanografia, utilizzo
del suolo, ambiente.
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Appunti dalle lezioni
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• MSG, inoltre, riceve dati da strumenti in
superficie, in particolare da stazioni automatiche
(DCP), aerei, navi e palloni sonda. Infine, MSG
raccoglie dati da altri satelliti meteorologici
trasmessi tramite stazioni di supporto (SGS).
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Appunti dalle lezioni
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MSG ospita a bordo due radiometri :
• SEVIRI il sensore Spinning Enhanced Vi sible and Infrared Imager (SEVIRI)
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• GERB il sensore Geostationary Earth
Radiation Budget experiment.
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Appunti dalle lezioni
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• Il radiometro SEVIRI ha 12 canali che gli
consentono di coprire lo spettro della
radiazione elettromagnetica in maniera più
ampia e precisa.
• Ha un canale per monitorare l'ozono e altri
canali per studiare più in dettaglio la fisica
delle nubi.
• Con SEVIRI, inoltre, la stessa zona della
Terra verrà coperta ogni 15 minuti, invece
che ogni mezz'ora come con gli attuali
satelliti.
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Appunti dalle lezioni
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• Il GERB, fa un bilancio dell'energia entrante e
uscente nel sistema atmosfera-superficie e
consente di capire meglio l'evoluzione del clima.
• Si potranno per esempio verificare gli effetti sul
riscaldamento globale dell'aumento della
concentrazione di anidride carbonica, o avere
un'idea dell'influenza delle polveri sul clima.
• Prima queste analisi erano svolte unicamente
dai satelliti polari che, però, consentivano una
copertura inferiore.
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Appunti dalle lezioni
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La NASA e l'Agenzia spaziale giapponese
hanno lanciato la Tropical Rainfall Measuring
Mission (TRMM), un satellite rivoluzionario che
ospita a bordo cinque diversi sensori, tra cui
uno per individuare i fulmini.
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Appunti dalle lezioni
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La missione ha avuto grande successo nella
misura delle piogge tropicali e nella
quantificazione del rilascio del calore latente
da parte dei sistemi precipitanti tropicali, eventi
importanti da comprendere per la definizione
dei meccanismi climatici.
Le energie in gioco nella fascia tropicale sono,
infatti, enormi e fanno da motore per buona
parte del clima terrestre.
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Appunti dalle lezioni
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Appunti dalle lezioni
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Appunti dalle lezioni
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• La NASA, nell'ambito del programma
Earth Observing System (EOS), ha
lanciato il satellite TERRA con un sensore
che guarda al sistema Terra-atmosfera su
un'ampia serie di bande spettrali per avere
una «diretta» continua dei sistemi
osservati.
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Appunti dalle lezioni
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Immagine in falsi colori prodotta
dal sensore MODIS a bordo del
satellite TERRA della NASA al
largo delle coste del Sudafrica e
della Namibia.
In alto sono mostrate le
dimensioni delle goccioline di
nube:
le particelle più grandi (in rosso)
appartengono a nubi di
ghiaccio, le più piccole (in blu)
si riferiscono a stratocumuli
marini che sono nubi d'acqua.
In basso, lo spessore ottico
della nube.
Le immagini dimostrano le
potenzialità di classificazione
fisica delle nubi con i nuovi
sensori.
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Appunti dalle lezioni
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Il trasporto di sabbia del Sahara attraverso il Mediterraneo è
documentato dall'immagine in falsi colori di Meteosat 7: la
sabbia si presenta come una nebbiolina semi -trasparente sullo
sfondo scuro del mare.
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Appunti dalle lezioni
Nel riquadro in basso a
sinistra è mostrata la
corrispondente
immagine del Total
Ozone Mass
Spectrometer (TOMS)
che misura un indice di
massa di particelle
relativamente alto. In
queste occasioni cade
sulle nostre teste la
pioggerellina rossastra
che deposita i sedimenti
sabbiosi che troviamo
sulle nostre automobili
parcheggiate all'aperto.
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Immagine in falsi colori,
ripresa dal sensore
AVHRR a bordo dei
satelliti NOAA,
dell'eruzione dell'Etna. Si
possono osservare il
punto caldo della bocca
del vulcano (in rosso) con
la colata lavica in corso
da circa sei giorni. Il
pennacchio di ceneri si
estende sul Mediterraneo
e viene trasportato dai
venti dominanti in quota. I
punti caldi di cui sono
disseminate la Calabria e
la Sicilia del nord sono
dovuti a incendi boschivi
in corso sulle montagne.
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Appunti dalle lezioni
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• I radiometri sono in grado di discriminare i
diversi tipi di radiazioni provenienti dalla terra.
• Le bande spettrali usate per fornire immagini
utili ai fini meteorologici sono 3 :
• visibile
• Infrarosso (IR).
• Vapor d'acqua (WV):Banda d'assorbimento 5,77,1 micro metri con risoluzione 5 Km.
Evidenziano in modo vistoso i rimescolamenti
delle correnti atmosferiche e la concentrazione
di vapore, in genere le zone bianche sono a
bassa temperatura e ad alta umidità, andando
verso il rosso , azzurro e il nero l'umidità
diminuisce.
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Appunti dalle lezioni
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visibile (VIS):
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• 0,5-1,1 μ,con
risoluzione 2,5 Km
nel punto
equatoriale sotto il
satellite.
• Queste immagini
mostrano grosso
modo , quelle che
un osservatore
potrebbe vedere se
si trovasse sul
satellite.
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Appunti dalle lezioni
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visibile (VIS):
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• La luce che riceve
il radiometro è la
luce solare riflessa
dalle superfici al di
sotto del satellite
stesso, quelle che
ne riflettono di più
appaiono più
luminose (nubi
dense, superfici
innevate, banchi di
ghiaccio, deserti ).
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Appunti dalle lezioni
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visibile
(VIS):
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• Mare e terra ferma assorbono molto, quindi sono
indicati da colori scuri.
• Le immagini VIS sono disponibili solo di giorno.
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Infrarosso
(IR).
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• “finestra atmosferica”
di lunghezza d'onda
compresa
nell'intervallo 10,512,5 μ, con
risoluzione 5 km.
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Appunti dalle lezioni
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Infrarosso
(IR).
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• Queste immagini sono in pratica delle mappe
termiche della superficie terrestre e della
sommità delle nubi disponibili ogni mezz'ora di
giorno e di notte.
• colori chiari indicano zone fredde.
• colori scuri indicano zone calde.
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Vapor d'acqua (WV)
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• Banda d'assorbimento 5,7-7,1 μ con
risoluzione 5 Km.
• Evidenziano in modo vistoso i
rimescolamenti delle correnti atmosferiche
e la concentrazione di vapore,
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Vapor d'acqua (WV)
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• in genere le zone bianche sono a bassa
temperatura e ad alta umidità, andando verso
il rosso , azzurro e il nero l'umidità diminuisce.
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Ripetiamo i concetti
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Satelliti meteorologici
Tipi di immagini da satelliti
Immagini delle nuvole
Nubi alte, mare, montagna, foresta
Fronte freddo
Immagini di ciclone tropicale
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Umidità
relativa
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I formati meteosat
A : intero disco terrestre
B : settore europeo
LX : immagini derivate dal satellite GOES -E
I formati A e B sono seguite da un codice che
specifica il canale spettrale di ripresa indicato
dal :
• I : infrarosso
• V : visibile
• W: vapore acqueo
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