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24/02/2010 Prof.ssa Maria Fichera

Appunti dalle lezioni

1

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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• Sono dotati di un radiometro che misura

la radiazione solare riflessa dal nostro

pianeta e dall'atmosfera.

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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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• A seconda del tipo di orbita, i satelliti

meteorologici si distinguono in :

• satelliti geostazionari

• satelliti polari.

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satelliti geostazionari

• 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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satelliti polari.

• 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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I nuovi satelliti geostazionari

• Sono concepiti per :

• contribuire al miglioramento delle

previsioni meteo,

• studiare l’evoluzione del clima

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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)

che portano in orbita radiometri di nuova

concezione per studiare la microfisica

delle nubi.

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Meteosat

Second

Generation

MSG

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Schema del sistema MSG

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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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• 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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• Il satellite invia dati anche alle Satellite

Application Facilities (SAF) per produrre

dati secondari per oceanografia, utilizzo

del suolo, ambiente.

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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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MSG ospita a bordo due radiometri :

• SEVIRI il sensore Spinning Enhanced Vi -

sible and Infrared Imager (SEVIRI)

• GERB il sensore Geostationary Earth

Radiation Budget experiment.

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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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• 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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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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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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• 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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• 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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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.

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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• 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 5,7-

7,1 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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visibile (VIS):

• 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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• 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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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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visibile

(VIS):

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Infrarosso

(IR).

• “finestra atmosferica”

di lunghezza d'onda

compresa

nell'intervallo 10,5-

12,5 μ, con

risoluzione 5 km.

•



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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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Infrarosso

(IR).

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Vapor d'acqua (WV)

• 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,

mari

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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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Vapor d'acqua (WV)

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Ripetiamo i concetti

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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www.

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satonli

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P

r

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www.

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Umidità

relativa

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www.

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43

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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