Fizyczne Podstawy Teledetekcji Wykład 13 Krzysztof Markowicz Instytut Geofizyki Uniwersytet Warszawski

Prezentacja na temat: "Fizyczne Podstawy Teledetekcji Wykład 13 Krzysztof Markowicz Instytut Geofizyki Uniwersytet Warszawski"— Zapis prezentacji:

1 Fizyczne Podstawy Teledetekcji Wykład 13 Krzysztof Markowicz Instytut Geofizyki Uniwersytet Warszawski kmark@igf.fuw.edu.pl www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja/wyklady/

2 2 Przegląd satelitów środowiskowych – organizacje europejskie i amerykańskie nadzorujące satelity. EUMETSAT TM (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites) ESA (European Space Agency) NASA (National Aeronautics and Space Administration) NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)

3 GŁOWNE DZIEDZINY ZASTOSOWAŃ TELEDETEKCJI SATELITARNEJ ATMOSFERA Określanie zawartości w atmosferze aerozoli, gazów śladowych, ozonu, określanie temperatury i wilgotności powietrza, kierunku i prędkości wiatru, rodzajów i stopnia zachmurzenia i temperatury górnych powierzchni chmur, zawartości w chmurach wody opadowej. Sporządzanie bilansów energetycznych atmosfery, badanie jej dynamiki. HYDROSFERA Zawartość w wodzie planktonu i jej właściwości biologicznych - barwa wody, rzeźba powierzchni mórz i oceanów, prądy morskie, temperatura morza (SST), wiatry przypowierzchniowe, falowanie mórz i oceanów, zanieczyszczenie wod morskich. KRIOSFERA Dynamika pokrywy lodowej i lodowców, zaleganie i grubość pokrywy śnieżnej zlodzenie wód morskich. 3

4 LĄDY Rzeźba powierzchni terenu, wilgotność gleb, albedo Ziemi, rozmieszczenie i stan roślinności, temperatura i powierzchni lądów (LST), klęski i zjawiska ekstremalne, numeryczne modele terenu, mapy tematyczne, topograficzne i obrazowe. 4

5 EUMETSAT Satelity geostacjonarne: Meteosat (seria satelitów) MSG (Meteosat second generation) Satelity polarne: MetOp – polarny satelita meteorologiczny Jason – altymetria satelitarna kontynuacja projektu Topex/Poseidon.

6 MetOp – seria trzech satelitów umieszczanych na orbitach w latach 2006-2014. Lista przyrządów: IASI - Infrared Atmospheric Sounding Interferometer MHS - Microwave Humidity Sounder GRAS - Global Navigation Satellite System Receiver for Atmospheric Sounding ASCAT - Advanced Scatterometer GOME-2 - Global Ozone Monitoring Experiment-2 AMSU-A1/AMSU-A2 - Advanced Microwave Sounding Units HIRS/4 - High-resolution Infrared Radiation Sounder AVHRR/3 - Advanced Very High Resolution Radiometer A-DCS - Advanced Data Collection System SEM-2 - Space Environment Monitor SARP-3 - Search And Rescue Processor SARR - Search And Rescue Repeater

7 Organization:EUMETSAT Mission type:Earth Science Satellite of:Earth Launch:October 19, 2006 at 16:28:00 UTCUTC Launch vehicle:Soyuz ST Fregat Mission duration:October 25, 2006 - planned 5 years MassMass:4093 kg Payload Mass:812 kg Webpage:European Space Agency Orbital elements DimensionsDimensions:6.2 × 3.4 × 3.4 metres (under the launcher fairing) 17.6 × 6.5 × 5.2 metres (deployed in orbit) OrbitOrbit:Sun-synchronous orbit InclinationInclination:98.7° to the EquatorEquator Orbital period:101 minutes

8 Satelity NOAA NOAA-19 was launched on 6 February 2009 NOAA-18 - Launched May 20, 2005. Afternoon orbit. NOAA-17 - Launched June 24, 2002. Mid-morning orbit. NOAA-16 - Launched September 21, 2000. Afternoon orbit. … NOAA-N - May 11, 2005 Nowa generacja NPOESS (National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System ) zastąpi NOAA. NPOESS C1 - October 2009 NPOESS C2 - October 2010 NPOESS C3 - October 2011 NPOESS C4 - June 2013 NPOESS C5 June 2016 NPOESS C6 June 2018

9 NOAA 19 Spacecraft Status Summary Spacecraft Letter:N-PRIME International Designation:2009-005-A Catalog Number:33591 Launch Date: 02/06/2009 Operational Date:06/02/2009 Operational Status: PM Inclination Angle:98.7(Deg) Altitude:870(Km) Precession Rate:- 1.5(min/month) Period:102.14(minutes)

10 SubsystemDescriptionStatus ADACSAttitude Determination and Control SystemGreen A-DCSAdvanced Data Collection SystemGreen AMSU-A1Advanced Microwave Sounding Unit -A1Green AMSU-A2Advanced Microwave Sounding Unit -A2Green AVHRRAdvanced Very High Resolution RadiometerGreen CCSCommand and Control SystemGreen COMMCommunicationsGreen DHSData Handling SystemGreen DPLYDeployment SubsystemGreen EPSElectrical Power SystemGreen FSWFlight Software GROUNDPolar Acquisition and Command System (PACS) HIRSHigh Resolution Infrared Radiation SounderGreen MHSMicrowave Humidity SounderYellow RCSReaction Control Subsystem SARP-3Search and Rescue Processor - 3Green SARRSearch and Rescue RepeaterGreen SBUVSolar Backscatter Ultraviolet RadiometerGreen SEMSpace Environment MonitorGreen THERMThermal Control SystemGreen

11 Terra (EOS AM-1) satelita NASA Detektory: ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer)ASTER CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System)CERES MISR (Multi-angle Imaging SpectroRadiometer)MISR MODIS (Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)MODIS MOPITT (Measurements of Pollution in the Troposphere)MOPITT Przeznaczony do monitoringu systemu klimatycznego i zmian w nim zachodzących Umieszczony na orbicie 18 grudnia 1999. Dane zbierane od 24 lutego 2000. Orbita synchronizowana ze Słońcem, Inklinacja 98.2 o, czas obrotu 98.1 minuty.

12 Satelita dostarcza wysokiej rozdzielczości danych o rozkładzie pionowym aerozoli i chmur. Przyrządy: Szerokokątna kamera - Wide Field Camera (WFC) Obrazujący detektor podczerwieni - Imaging Infrared Radiometer (IIR) używany do detekcji cirrusów i rozmiarów cząstek Lidar CALIOP do pomiarów struktury i własności optycznych aerozoli i chmur. CALIPSO od 28.04.2006 na orbicie

13 13 Lidar Characteristics CALIOP laser:Nd: YAG, diode-pumped, Q-switched, frequency doubled wavelengths:532 nm, 1064 nm pulse energy:110 mJoule/channel repetition rate:20.25 Hz receiver telescope:1.0 m diameter polarization:532 nm footprint/FOV:100 m/ 130 µrad vertical resolution:30-60 m horizontal resolution: 333 m linear dynamic range: 22 bits data rate:316 kbps

14 14

15 CloudSAT od 28.04.2006 na orbicie Głównym przyrządem jest radar (CPR - Cloud Profiling Radar), który służy do pomiarów mikrofizycznych chmur. Radar wysyła fale o częstotliwości 94 GHz (mikrofale) i mierzy promieniowanie rozproszenie wstecznie w kierunku. Na jego podstawie wyznaczana jest tzw. odbiciowość, która związana jest wielkości oraz ilością kropel deszczu lub kryształów lodu.

16 GLORY Przyrządy: Aerosol Polarimetry Sensor (APS) – obserwacja aerozolu atmosferycznego przy użyciu detektorów pomiarów promieniowania widzialnego i podczerwonego rejestrowanego pod różnymi kątami do powierzchni Ziemi. Cloud Camera – wysokiej rozdzielczości kamera służąca do detekcji chmur w obrębie jednego piksela przyrządu APS. Total Irradiance Monitor (TIM) – pomiar stałej słonecznej

17 AURA od 15.06.2004 na orbicie Przyrządy: HIRDLS — High Resolution Dynamics Limb Sounder — pomiary promieniowania podczerwonego w celu wyznaczania ozonu, pary wodnej, CFC, metanu i innych gazów. MLS — Microwave Limb Sounder — pomiar ozonu, pary wodnej i innych gazów śladowych. OMI — Ozone Monitoring Instrument — pomiar ozonu w stratosferze TES — Tropospheric Emission Spectrometer — pomiar koncentracji gazów atmosferycznych (ozon, tlenek węgla, tlenek azotu).

18 18 Projekt A-Train Konstelacja kilku satelitów umieszczonych na orbicie zsynchronizowanej ze Słońcem na wysokości 690 km przelatujących co kilka minut nad danym punktem na powierzchni Ziemi. Połączenie różnych obserwacji satelitarnych ma na celu lepsze zrozumienie parametrów wpływających na zmiany klimatu. Synergia danych z różnych przyrządów pozwoli uzyskać kompleksowe informacje na temat atmosfery i procesów w nich zachodzących. Pozwoli to odpowiedzieć na wiele pytań co w przypadku pojedynczych obserwacji byłoby w zasadzie niemożliwe.

19 Zadania projektu A-Train. Typy aerozolu atmosferycznego oraz zgodność obserwacji aerozolu z jego emisją oraz modelami transportu zanieczyszczeń. Wpływ aerozolu na budżet radiacyjny Ziemi i wymuszanie radiacyjne. Wpływ chmur na bilans radiacyjny Ziemi. Rozkład pionowy chmur zawierających kropelki wody i kryształy lody Rola stratosferycznego wiru polarnego w ubytku ozonu w wyższych szerokościach geograficznych

20 A-train Satelity na orbicie na przełomie 2009 i 2010 roku: Aqua – umieszczony na orbicie w 2002. CloudSat – od 2006 roku, 2 minuty i 30 sekund za Aqua CALIPSO - od 2006 roku, 15 sekund za CloudSat PARASOL - od 2004, 1 minuta za CALIPSO Aura - od 2004 roku, ostatni satelita Satelity, które będą umieszczone w przyszłości Glory nie wcześniej niż pod koniec 2010 roku. OCO uległ zniszczeniu podczas startu 24 lutego 2009 roku. Podjęto decyzje o budowie repliki satelity i umieszczeniu go na orbicie pod koniec 2011 roku. Będzie on przelatywał jako pierwszy A-train.

21 IKONOS 21

22 22

23 Nasa: Landsat Seria 7 satelitów umieszczanych na orbitach od 1972 do 1999 roku. W 2012 planowane jest umieszczenie kolejnego satelity. Wysokość orbity 705 km (zsynchronizowana ze Słońcem), czas obiegu 99 minut, rozdzielczość czasowa 16 dni. Rozdzielczość przestrzenna w Ladsacie 7 wynosi od 15 do 60 metrów. Landsaty wyposażone były (są) w nowe instrumenty do zbierania obrazów: TM (Thematic Mapper; Landsat 4 i 5) oraz jego udoskonalenia ETM (Enhanced Thematic Mapper; Landsat 6) ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus; Landsat 7).

24 24

25 25

26 26

27 27

28 28

29 29

30 30

31 31

32 32