Meteorolojik Uydular


4. EUMETSAT Uydu Programı

4.1. EUMETSAT Sabit Yörüngeli Uydular

4.1.2. Meteosat III. Nesil Uydu Programı

EUMETSAT’ın gelecek yıllardaki sabit yörüngeli Uydu programınıdır. MTG programının, ilk uydusundan itibaren 20 yıl hizmet vermesi planlanmaktadır.

MTG, MSG nin yerini alacaktır ve Avrupa Meteoroloji Teşkilatlarının artan ihtiyaçlarını karşılamayı amaçlamıştır.

Yeni MTG sistem, kullanıcılarla olan direkt iletişim, bu sektördeki danışmanlık şirketleri ile görüşülerek geliştirilmiştir.

MSG uydularından sonra, METEOSAT III. Nesil uyduları (MTG) bu görevi 2018 yılından itibaren devralması planlanmıştır.

MTG programı 6 adet uydu içermektedir. Bu uydular sadece MSG’nin devamı olmakla kalmayacak, aynı zamanda daha ileri hizmet verecek ve maliyeti daha düşük olacaktır. MTG programı, SHT (sayısal hava tahmini) ve nowcasting alanlarında önemli gelişmeler gösterecektir.

Diğer iki Meteosat spinning uydusunun aksine, 3tonluk (three-ton) MTG, 3- boyutta (three-axis) sabitleştirilmiş ve herbir uydu dört farklı gözlem görevi için farklı taşıma kapasitesine (payload) sahiptir. Üç boyut (three-axis) sabitleştirmesi, MTG enstrümanlarının daimi olarak Dünya’yı görmesini sağlayacaktır.

4 adet MTG-I Imaging ve 2 adet MTG –S Sounding uydu olacaktır. MTG Programının bir parçası olarak, ilk MTG-I ve MTG-S protoflight (ön uçuş) ESA tarafından geliştirilmiştir.

MTG programında, 16 kanal ile yüksek uzaysal, alansal ve radyometrik çözünürlükte daha sık görüntü elde edilmesi mümkün olacak ve hava ve iklim görüntülemesinde daha iyi bilgi dağıtımı yapılacaktır.

MTG bünyesinde bulunan Lightning Imager and the sounding mission with its infrared sounding ve Global Monitoring for Environment and Security (GMES) Sentinel-4 enstrümanlarla yeni hava ve iklim görüntüleme kapasitesine sahip olacaktır.

4.1.3. Meteosat III. Nesil Uydu Programı

EUMETSAT’ın gelecek yıllardaki sabit yörüngeli Uydu programınıdır. MTG programının, ilk uydusundan itibaren 20 yıl hizmet vermesi planlanmaktadır. MTG, MSG nin yerini alacaktır ve Avrupa Meteoroloji Teşkilatlarının artan ihtiyaçlarını karşılamayı amaçlamıştır.Yeni MTG sistem, kullanıcılarla olan direkt iletişim, bu sektördeki danışmanlık şirketleri ile görüşülerek geliştirilmiştir.

Meteosat III.Nesil Uydusu
Şekil 13: Meteosat III.Nesil Uydusu

MSG uydularından sonra, METEOSAT III. Nesil uyduları (MTG) bu görevi 2018 yılından itibaren devralması planlanmıştır.

MTG programı 6 adet uydu içermektedir. Bu uydular sadece MSG’nin devamı olmakla kalmayacak, aynı zamanda daha ileri hizmet verecek ve maliyeti daha düşük olacaktır. MTG programı, SHT (sayısal hava tahmini) ve nowcasting alanlarında önemli gelişmeler gösterecektir.

Altı adet uydunun fırlatılmasını kapsayacak olan MTG programının en azından 2030’ların sonlarına kadar uzaydan edinilmiş meteorolojik veriye erişimi garantilemesi öngörülmektedir. 3-eksenli platformlara dayanan İkiz Uydu Konsepti ile tasarlanan MTG programı seleflerinden daha büyük ve daha iyi bir programdır. Bu program bünyesinde ki uydular temel olarak iki kategoride değerlendirilebilir:

1. 4 adet Imaging uydusu (MTG-I) (20 yıl operasyonel servis beklenmektedir)

2. 2 adet Sounding uydusu (MTG-S) (15.5 yıl operasyonel servis beklenmektedir).

MTG-I uydularının donanımları

Esnek Birleştirilmiş Imager (The Flexible Combined Imager – FCI)

MTG-I uydusunda bulunan FCI, Meteosat II. Nesil’de (MSG) bulunan Geliştirilmiş Görünür ve Kızılötesi Dönen Imager’ın (SEVIRI) son derece başarılı olan operasyonuna devam edecektir. Bu uydunun üç eksenli stabilize edilmiş platformu, MSG uyduları ile karşılaştırıldığında, daha yüksek uzaysal, zamansal ve radyometrik çözünürlüğe sahip ilave kanallar sunacaktır.

FCI için olan gereklilikler, bölgesel ve küresel Sayısal Hava Tahmin (NWP) ve Nowcasting camiaları tarafından ortaya konmuştur. Bu gereklilikler, 10 dakikada bir Tam Disk Tarama (FDS) ve 2.5 dakikada bir tam diskin bir çeyreğini kapsayacak şekilde olan Avrupa Bölgesel Hızlı Tarama (RRS) şekillerinde uydunun dizaynına yansıtılmıştır.

FCI ölçümleri 16 kanal ile alınmaktadır. Bu kanalların sekiz tanesi 0.4 µm ve 2.1 µm aralığında ki solar spektral alanda bulunmaktadır ve 1 km uzaysal çözünürlükle veri sağlamaktadır. Diğer sekiz kanal ise termal spektral alanda, 3.8 µm ve 13.3 µm arasında bulunmaktadır ve 2 km uzaysal çözünürlükle veri sağlamaktadır. Bunlara ilaveten RSS modunda, 0.5 km uzaysal çözünürlüğü olan iki adet solar ve 1 km uzaysal çözünürlüğü olan iki adet termal kanal daha olacaktır.

Cihaz Bilgileri

KANALMERKEZ DALGABOYUSPEKTRAL KALINLIKUZAYSAL ÖRNEKLEME MESAFESİ (SSD)
VIS 0.4 0.444 µm 0.060 µm 1.0 km
VIS 0.5 0.510 µm 0.040 µm 1.0 km
VIS 0.6 0.640 µm 0.050 µm 1.0 km; 0.5 km*
VIS 0.8 0.865 µm 0.050 µm 1.0 km
VIS 0.9 0.914 µm 0.020 µm 1.0 km
NIR 1.3 1.380 µm 0.030 µm 1.0 km
NIR 1.6 1.610 µm 0.050 µm 1.0 km
NIR 2.2 2.250 µm 0.050 µm 1.0 km; 0.5 km*
IR 3.8 (TIR) 3.800 µm 0.400 µm 2.0 km; 1.0 km*
WV 6.3 6.300 µm 1.000 µm 2.0 km
WV 7.3 7.350 µm 0.500 µm 2.0 km
IR 8.7 (TIR) 8.700 µm 0.400 µm 2.0 km
IR 9.7 (O3 9.660 µm 0.300 µm 2.0 km
IR 10.5 (TIR) 10.500 µm 0.700 µm 2.0 km; 1.0 km*
IR 12.3 (TIR) 12.300 µm 0.500 µm 2.0 km
IR 13.3 (CO2) 13.300 µm 0.600 µm 2.0 km

Not: VIS 0.6, NIR 2.2, IR 3.8 VE IR 10.5 kanalları hem FDS hem RRS modlarında örneklenmiştir ve * ile gösterilenler RRS modunu ifade eder.

FCI’ın, MTG-I üzerinde olması, Avrupa’nın sabit yörüngeli uydulardan radyometrik görüntülemede üstlendiği lider rolünü devam ettirmesine katkı sağlayacaktır.

Yıldırım Imager (Lightning Imager – LI)

LI, toplam yıldırım (Bulut İçi (IC) ve Buluttan Yere (CG)) bilgi sağlayarak, Nowcasting için yarar sağlayacaktır. Bu cihaz, yarı kürenin tamamı için gerçek-zamanlıya yakın yıldırım algılanmasına olanak tanıyacaktır.

LI cihazının yararı, sürekli ve eşzamanlı olarak yarı küre üzerinde ki toplam yıldırım hadiselerinin gözlenecek olması ve elde edilen bilgilerin kullanıcılara çok yüksek bir güncellikle sunulacak olmasıdır.

LI cihazı ile aktif konvektif alanların gelişmesi ve fırtınaların yaşam döngülerinin algılanması, görüntülenmesi, takip edilmesi ve bu gözlemler ile geleceğe dair değerlendirmeler yapılması mümkün olacaktır (Bu kabiliyet şiddetli hava hadiselerinin Nowcasting ve çok kısa zamanlı tahminlerinin yapılması için önemlidir.)

Ayrıca, iklim değişikliğinin oraj aktiviteler üzerinde ki etkisinin hesaplanmasında kullanılan bir yöntem, uzun bir zaman dilimi için stabil ve uzaysal olarak homojen olan bir yıldırım gözlem sistemi gerektiren, yıldırım karakteristiklerinin küresel olarak gözlenmesi ve uzun-zaman analizlerinin yapılmasıdır.

Yıldırım aynı zamanda atmosferde bulunan zararlı azot oksitlerin (NOx) önemli bir kaynağıdır. NOx ozon dönüşümü sürecinde ve asit yağmuru oluşumunda çok önemli bir yere sahiptir. Toplam yıldırımın (CG + IC) küresel dağılımı hakkında detaylı bir bilgi, atmosferde NOx ile ilgili olan fiziksel ve kimyasal süreçlerin anlaşılmasında bir önkoşuldur.

MTG’de bulunan LI, GOES-R ve GOES-S uydularında bulunan iki adet NOAA GLM’yi (Sabityörüngeli Yıldırım Haritacılayıcı) tamamlayarak, uzun vadede küresel kapsamaya katkı sağlayacaktır.

Veri Toplama Sistemi (The Data Collection System – DCS) ve Arama ve Kurtarma (Search and Rescue – GEOSAR)

Önceki Meteosat uydularında olduğu gibi, MTG uydusu 406 MHz tehlike sinyallerini hızlı kurtarma aktiviteleri için iletilmek üzere Avrupa’da bir merkezi istasyona göndermek için kullanılan küçük bir iletişim cihazı (GEOSAR) taşıyacaktır. Bu sistem dünya diskinin sürekli gözlenmesi ve acil uyarılar verilmesine izin verir.

Seleflerinde olduğu gibi, MTG de, otomatikleştirilmiş veri toplama platformlarından çevresel veri toplama ve yayma için bir Veri Toplama ve Yeniden İletme servisine sahip olacaktır. Bunun için gereklilikler kullanıcılar ve uygulama uzmanları ile 2004 yılı Mayıs’ında “Workshop on DCPs for MTG” isimli çalıştayda derlenmiş ve bir araya getirilmiştir.

MTG-S uydularının donanımları:

Kızılötesi Sounder (The Infrared Sounder – IRS)

MTG-S’de bulunacak olan IRS atmosferin yatay, dikey ve zamansal (4-boyutlu) olarak çözülmüş su buharı ve sıcaklık yapılarını benzersiz bir şekilde sunacaktır.

Uzaktan algılama yöntemleri ile nemin (%10 doğruluk ile ~2 km çözünürlük) ve sıcaklığın (0.5o – 1.5o doğruluk ile ~1 km çözünürlük) yüksek çözünürlüklü dikey yapılarının elde edilmesi, su buharı ve CO2 soğrulma bantlarının çok yüksek spektral çözünürlük ve doğrulukla ölçülmesini gerektirir.

IRS, ölçümleri 4 km uzaysal çözünürlük ile Uzun Dalgaboyu Kızılötesi (LWIR) ve Orta Dalgaboyu Kızılötesi (MWIR) bantlarında alan 0.625 cm -1 dalga sayısı hiperspektral çözünürlüğe sahip bir imaging Fourier-interferometreye dayanmaktadır. IRS, LWIR’de (700-1210 cm-1 ya da 14.3 – 8.3 µm) 800 kanal ile ve MWIR’de (1600-2175 cm-1 ya da 6.25 – 4.6 µm) 920 kanal ile 60 dakikalık bir döngü ile Tam Disk üzerinden veriler alacaktır.

IRS, LWIR içerisinde ozon bandını ve MWIR içerisinde karbon monoksit bandını içermektedir. Bu durum, serbest troposferde ölçümlerin alınmasına ve böylece daha aşağıda bulunan sınır katmanının kirliliği hakkında gelişmiş seviyelerde bilgi edinilmesine izin verir. Karbon monoksit ve ozonun operasyonel ölçümlerinin sağlanmasıyla, IRS Copernicus uzay segmentine önemli bir katkı sağlayacaktır.

Morötesi, Görünür ve Yakın Kızılötesi Sounder (The Ultraviolet, Visible and Near-infrared Sounder – UVN)

UVN cihazı sabit yörüngeli kimya uygulamaları için geliştirilmiş bir Copernicus Sentinel 4 cihazıdır. Bu cihaz MTG-S uyduları üzerinde bulunacaktır. UVN için fon Avrupa Komisyonu ve Avrupa Uzay Ajansı (European Space Agency – ESA) tarafından sağlanmıştır.

UVN, 10 km’den daha iyi bir uzaysal çözünürlükle morötesi (UV: 305 – 400 nm), görünür (VIS: 400 – 500 nm) ve yakın kızılötesi (NIR: 755 – 775 nm) spektrumlarda ölçüm alan bir spektrometredir. Gözlemlediği alan dünyanın 300 ile 650 K enlemleri ve 300 B ile 450 D boylamları arasında kalan alandır. Gözlemin tekrar aralığı 1 saatten daha kısa ya da 1 saate eşit olacaktır.

ESA Sentinel 4 görevinin tanımı ve UVN cihazının provizyonundan sorumludur, EUMETSAT ise cihaz verisinin operasyonel işlemesi, edinilmesi ve yönetilmesinden sorumludur.

Sounder ile birlikte Meteosat uyduları ile hava sistemlerinin görüntülenmesi ve atmosferin katman katman analiz edilmesi ilk kez mümkün olacaktır. Dolayısıyla, kimyasal kompozisyon çalışmaları daha detaylı bir şekilde yapılacaktır. Sağladığı bu olanaklar ile Sounder, yeni programın temel yeniliklerinden olacaktır.