Um satélite meteorológico é um satélite artificial cuja principal missão é coletar dados usados para monitorar o tempo e o clima da Terra . Cada nova geração de satélite inclui sensores mais eficientes, capazes de realizar medições em um maior número de canais, o que permite que sejam utilizados para diferenciar os diversos fenômenos meteorológicos: nuvens, precipitação, ventos, neblina, etc.
Vários países lançam e mantêm redes de satélites meteorológicos: Estados Unidos , Europa por meio da Agência Espacial Européia (ESA), Índia , China , Rússia e Japão . Todos esses satélites fornecem cobertura global da atmosfera.
O primeiro satélite meteorológico, é o Vanguard 2 , lançado em17 de fevereiro de 1959para medir a cobertura de nuvens. Mas, quando é colocado em órbita, seu eixo de rotação fica mal orientado e pode dar poucas informações. O satélite TIROS-1 é o primeiro sucesso neste campo. A NASA lança o1 st de Abril de 1960e transmite por 78 dias. É o ancestral do programa Nimbus, que leva ao desenvolvimento de modernos satélites meteorológicos lançados pela NASA e operados pela NOAA .
Por sua vez, o governo da União Soviética ordenou o desenvolvimento de satélites meteorológicos, a série Meteor , a pedido dos militares que desejavam obter informações meteorológicas para todo o planeta por meio de um decreto aprovado.30 de outubro de 1961. O desenvolvimento do novo satélite é assumido pelo OKB-586 de Dnipropetrovsk . As modificações levaram a um aumento da massa do satélite, cujo lançamento agora deve ser assegurado pelo lançador do foguete Tsiklon 3 em 1963.
Para atender às suas necessidades específicas, diferentes países ou associações de países iniciaram seu próprio programa. Na Europa, os satélites Meteosat de primeira geração foram construídos no Centro Espacial Cannes - Mandelieu por um consórcio criado para o efeito: o COSMOS , sob a supervisão da Aerospatiale . Seu primeiro satélite, Météosat 1 , foi lançado em23 de novembro de 1977.
Os japoneses , por sua vez, lançaram seu primeiro satélite ( MSG-1 ) o16 de julho de 1977por um foguete americano. Os seguintes GMS foram montados em foguetes da Agência Espacial Japonesa ( Agência Nacional de Desenvolvimento Espacial ) desde 1981. O objetivo desses satélites é coletar dados atmosféricos, divulgá-los em formato digital ou analógico, e assim participar do dia anterior à meteorologia mundial. Esses satélites foram a contribuição do Japão para o programa GARP . Eles também têm sensores para rastrear partículas solares.
Mais recentemente, a Índia lançou seu primeiro satélite meteorológico INSAT em 1983 e a China, o Feng-Yun , em 1988. Existem duas famílias de satélites meteorológicos: síncronos de órbita baixa e geoestacionários de órbita alta. Todos esses satélites e outros fornecem cobertura completa e contínua do planeta.
Existem dois tipos de satélites meteorológicos: satélites geoestacionários e circumpolares .
Localizados diretamente acima do equador terrestre e a uma distância (35.880 km ) que orbitam em sincronia com a Terra, os satélites geoestacionários fornecem continuamente informações sobre a mesma parte do globo, especialmente em espectros visível e infravermelho . Em sua altitude elevada, eles fornecem uma visão global do hemisfério visível de sua posição, ou seja, cerca de 40% da superfície da Terra. Eles são uma fonte ideal de informação para fenômenos meteorológicos de grande escala em meteorologia, hidrologia e oceanografia. As imagens repetitivas fornecidas (frequência da ordem de alguns minutos para os satélites mais recentes) permitem identificar assim que aparecem e acompanhar o desenvolvimento de fenômenos meteorológicos como furacões, tempestades, tornados e inundações violentas, bem como variações das condições meteorológicas ao longo do dia.
A circulação em uma órbita geoestacionária apresenta uma grande desvantagem em relação à órbita dos satélites polares: a resolução espacial, devido à distância 50 vezes maior, é na melhor das hipóteses da ordem de um quilômetro. Os satélites geoestacionários têm resolução máxima em seu subponto, o ponto no equador acima do qual estão localizados. Essa resolução diminui à medida que vai em direção às bordas do disco terrestre por causa da paralaxe do ângulo de visão cada vez mais pastoso. Assim, por exemplo, acima de 65 graus de latitude norte ou abaixo de 65 graus de latitude sul, eles se tornam quase inutilizáveis.
Os dados coletados são utilizados pelos meteorologistas para acompanhar visualmente os sistemas meteorológicos além de extrair dados derivados ( temperatura e albedo ) para conhecer a estrutura da atmosfera e das nuvens, dados que serão alimentados em modelos de previsão numérica . A mídia também adorna seus boletins meteorológicos com animações em loop desses satélites.
Os vários países mencionados acima mantêm uma frota de satélites meteorológicos em órbita geoestacionária:
Para complementar os satélites geoestacionários, os satélites circumpolares orbitam a Terra em baixa altitude (~ 720 - 800 km ) em uma trajetória com forte inclinação passando perto dos pólos . Eles são sincronizados com o Sol , ou seja, seu eixo de rotação é perpendicular ao eixo entre o Sol e a Terra. Eles passam duas vezes sobre qualquer ponto da superfície da Terra todos os dias no mesmo horário solar.
Por estarem mais próximos da superfície, esses satélites têm melhor resolução. Eles podem distinguir mais facilmente os detalhes da temperatura da nuvem e sua forma visível. Incêndios florestais e neblina são muito mais evidentes. Podemos até extrair informações sobre o vento de acordo com a forma e o movimento das nuvens. Mas, como não cobrem continuamente a mesma superfície terrestre, têm um uso mais limitado para monitorar o clima em tempo real. Eles são especialmente úteis neste campo nas regiões polares onde as imagens compostas provenientes dos vários satélites são mais frequentes e permitem ver o que é quase invisível para os satélites geoestacionários.
No entanto, para usos de longo prazo, esses satélites fornecem informações importantes. Os dados infravermelhos e visíveis coletados por esses satélites permitem acompanhar o movimento de médio prazo de fenômenos como correntes marinhas como a Corrente do Golfo e El Niño e massas de ar com muito maior precisão.
Os Estados Unidos usam a série TIROS da NOAA em pares em órbitas opostas (uma ao norte e outra ao sul). Atualmente, os NOAA / TIROS 12 e 14 estão em reserva em órbita, enquanto os 15, 16, 17 e 18 estão em uso (2006). A Rússia tem as séries Meteor e RESURS . China e Índia também possuem satélites circumpolares.
Os satélites meteorológicos foram originalmente equipados com dois tipos de sensores:
Mais recentemente, adicionamos:
Informações de satélites meteorológicos podem ser complementares a outros tipos de satélites ambientais para monitorar mudanças na vegetação , estado do mar , derretimento de geleiras . Seus dados também são processados para derivar a estrutura da atmosfera ( estabilidade , temperatura , ventos e umidade ) que complementa os dados de estações terrestres e aéreas para alimentar modelos numéricos de previsão do tempo .
Além de informações puramente meteorológicas sobre temperatura e cobertura de nuvens, podemos citar:
O Departamento de Defesa dos Estados Unidos tem seus próprios satélites meteorológicos sob o Programa de Satélites Meteorológicos de Defesa (DMSP). Estes últimos têm uma resolução de algumas centenas de metros (do tamanho de um navio) e uma sensibilidade à luz que permite enxergar no visível mesmo à noite. O blecaute de 1977 em Nova York foi particularmente perceptível nesses satélites circumpolares, que também podem detectar focos de incêndios florestais e até fontes fumegantes abaixo da superfície.