De aarde op 19 april 2000, de eerste dag dat de MODIS op de Amerikaanse satelliet Terra onafgebroken in bedrijf was. Het beeld is samengesteld uit gegevens die werden verzameld tijdens verschillende omlopen van de satelliet. Goed is te zien hoe groot de contrasten zijn tussen bewolking, oceaanwater, woestijn en bossen of oerwouden. Vooral de Sahara en de Arabische woestijn vallen op door hun lichte tinten. De draairichting van de wervels die de depressies markeren, is op het zuidelijk halfrond tegengesteld aan die op het noordelijk halfrond. Antarctica is donker; de zon staat deze tijd van het jaar namelijk boven het noordelijk halfrond. In de tropen en subtropen is de dekking niet volledig; waar data ontbreken is de achtergrond zwart. Bron: NASA/MODIS Rapid Response Team.

De aarde op 16 maart 2009.Het beeld is samengesteld uit gegevens die werden verzameld tijdens verschillende omlopen van de Amerikaanse satelliet Aqua. De Sahara, de Arabische woestijn en de Australische woestijnen vallen op door hun lichte tinten. Op de noordpool is het donker; we zien er een 'zwart gat'. In de tropen en subtropen is de dekking niet volledig; waar data ontbreken is de achtergrond grijs. Bron: NASA/MODIS Rapid Response Team.

Iets meer dan tien jaar geleden lanceerden de Amerikanen een satelliet met de naam Terra, het Latijnse woord voor Aarde. Aan boord bevond zich een nieuw instrument dat MODIS was gedoopt, acroniem voor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer. Het instrument bracht op 19 april 2000 voor het eerst vanaf ruim 700 kilometer hoogte vrijwel de hele aarde in beeld en werkt nog steeds.
MODIS tast het aardoppervlak en de bewolking daarboven af in maar liefst 36 golflengtegebieden of kleuren. Wetenschappers gebruiken de meetgegevens die dat oplevert, voor het bestuderen van temperaturen van het zeewater en het landoppervlak. Verder kijken ze naar eigenschappen van bewolking en van het land. Ook monitoren ze het optreden van luchtverontreiniging en natuurbranden en onderzoeken ze veranderingen in het plantenleven van continenten en oceanen.

Meer voorbeelden van het niet aansluiten van beelden (1): Hurricanes Henriëtte en felix bij Midden-Amerika, 3 september 2007. Het beeld is opgebouwd uit twee beelden van de Terra, die niet aan elkaar aansluiten. . Bron: NASA/MODIS Rapid Response Team.	Meer voorbeelden van het niet aansluiten van beelden (2): Stofstorm ten westen van de Sahara, 10 januari 2005. Het beeld is opgebouwd uit drie beelden van de Terra, die niet aan elkaar aansluiten . Bron: NASA/MODIS Rapid Response Team.

Natuurlijke kleuren
Van de 36 golflengtegebieden of banden liggen er drie in het zichtbaar licht: rood, groen en blauw. Dat zijn precies de kleuren die ook gebruikt worden bij beeldschermen van televisies en computers en waarmee realistische kleurenbeelden kunnen worden opgebouwd. Door de stralingsmetingen van de rode, de groene en de blauwe band van de MODIS-metingen direct door te sluizen naar de rode, groene en blauwe ingangen van een beeldscherm of een printer, ontstaan satellietbeelden die een sterke overeenkomst vertonen met beelden van een digitale camera. Toch is er een belangrijk verschil. MODIS tast namelijk het aardoppervlak af in smalle stroken loodrecht op de lijn langs de punten waar de satelliet overkomt. We kijken dus als het ware recht van boven.
De stroken op de ruwe meetgegevens tonen soms overlap (zie satellietbeelden Wadden) en in alle gevallen is het aardoppervlak vertekend (zie ook de sneeuwbeelden van Nederland en Groot-Brittannië in valse kleuren verderop). Met speciale software worden uiteindelijk bruikbare beelden in een gewenste 'kaartprojectie' gegenereerd. Echte foto's vanuit de ruimte, zoals die soms gemaakt worden met een 'gewone' digitale camera door de bemanningen van het internationaal ruimtestation ISS, zien er daardoor toch wat natuurlijker uit dan de MODIS-beelden.

Datum: 31 maart 2003. Satelliet: Aqua.

3 juli 2009. Satelliet: Terra.

20 maart 2009. Satelliet: Terra.

20 maart 2009. Satelliet: Aqua.

Beelden uit ruwe MODIS-data van de deels onbewolkte Waddeneilanden. MODIS tast het aardoppervlak af in smalle stroken, die soms deels overlappen. Dan is op de ene strook iets te zien wat op de volgende of vorige strook ook al te zien was. Het effect is bij de Waddeneilanden, die deels dubbel in beeld komen, goed zichtbaar. Bron: Bron: NASA/MODIS Rapid Response System.

Terra en Aqua
De tien jaar MODIS-data heeft een onschatbare hoeveelheid beeldmateriaal opgeleverd. Elke dag, in de tropen en subtropen soms om de andere dag, komen er nieuwe beelden bij. Natuurlijk zijn die niet allemaal even spectaculair, maar toch zijn er geregeld fantastische dingen te zien. In dit nummer van Het Weer Magazine en in komende nummers hopen we daarvan een aantal fraaie voorbeelden te kunnen tonen.
We putten daarbij niet alleen uit beeldmateriaal dat afkomstig is van de Terra. Enkele jaren na de succesvolle lancering van de Terra werd namelijk een zustersatelliet in een vooraf geplande baan om de aarde gebracht. De Aqua, zoals die tweede satelliet heet naar het Latijnse woord voor water, is eveneens uitgerust met een MODIS. De Terra komt over aan het eind van de ochtend, de Aqua in het begin van de middag. De baan van de Aqua is zo gekozen dat de satelliet meestal de gaten kan opvullen die de Terra laat vallen en omgekeerd. Van elke dag is zo voor elke plek op aarde minimaal één beeld beschikbaar met een resolutie van 250 meter. Sinds de verwende en veeleisende weerliefhebbers en -professionals vrijwel onbeperkt toegang hebben tot de informatie die MODIS aanlevert, zijn de klassieke satellietbeelden in grijstinten van de NOAA-weersatellieten in een klap ouderwets geworden. Dat die zwart-witbeelden de ondankbare meteorologen jarenlang op weg geholpen hebben met weliswaar iets grovere maar voor het maken van weersverwachtingen meer dan toereikende detailinformatie, is snel vergeten.

IJsland, 28 januari 2002. (groter)	7 februari 2007.	2 februari 2009.
IJsland, 9 december 2011.

Sneeuw
De satellietbeelden van IJsland (hierboven) en Groot Brittannië (hieronder links) tonen voorbeelden van wat er zo al op MODIS-beelden te vinden is. Het hele oppervlak is bedekt met sneeuw, zodat de witte vormen van het land zich schitterend aftekenen tegen het donkerblauw van de Atlantische Oceaan. Sneeuwbedekking is in IJsland in het winterhalfjaar tamelijk gewoon, maar een doorkijkje vanuit de ruimte is ons slechts zelden vergund. Meestal onttrekt bewolking dit schouwspel aan het 'oog' van de satelliet.
Ook in Nederland en België ligt van tijd tot tijd sneeuw. Het satellietbeeld van Nederland (geheel linksonder) is van 18 december 2009. toen de meeste sneeuw nog moest komen. Op een enkele plaats is het bewolkt; overigens zijn sneeuw en bewolking lastig te onderscheiden. Boven het relatief warme water van de Noordzee bevindt zich veel meer bewolking; veelal zijn het sneeuwbuien.

Sneeuw op de Britse Eilanden in natuurlijke kleuren, 7 januari 2010. Terra. MODIS. Bron: NASA/University of Dundee.	Sneeuw op de Britse Eilanden in valse kleuren, 7 januari 2010. Sneeuw is blauwgroen, vegetatie groen. Instrument: MODIS. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC, MODIS Rapid Response. (wisselbeeld).	Sneeuw op de Britse Eilanden in valse kleuren, 7 januari 2010. Sneeuw is rood, vegetatie groen. Instrument: MODIS. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC, MODIS Rapid Response. (wisselbeeld).

Meer banden
Het beeld van Nederland in de sneeuw biedt ook de mogelijkheid om het gebruik van andere golflengtegebieden dan het rood, groen en blauw te illustreren. Zo is voor het rode beeld niet alleen informatie gebruikt uit het zichtbaar licht, maar ook uit twee banden in het kortgolvig infrarood. De kleur rood is toegewezen aan informatie uit het zichtbaar licht, terwijl twee banden in het kortgolvig infrarood de kleuren groen en blauw van de monitor aansturen. Sneeuw en ijs reflecteren zeer goed in het zichtbaar licht en absorberen licht in het kortgolvig infrarood; daardoor krijgen ze op het satellietbeeld in valse kleuren een opvallende rode kleur. Vegetatie is groen. Boven het zuidoosten van Engeland blijkt eveneens sneeuw te liggen. Water van zeeën, meren en rivieren stuurt in geen van de drie genoemde banden licht terug naar de sensoren op de satelliet en is daardoor donker van tint. De kleine waterdruppeltjes waaruit bewolking bestaat, verstrooien het licht in alle drie de banden en zijn daardoor wit. Het kleurcontrast tussen de witte wolken en de kunstmatig roodgekleurde sneeuw is dan ook groot. Alleen als de bewolking zeer koud is en tevens ijs bevat, komt er een licht rood waas overheen.
Sneeuw en bewolking kunnen ook nog op een andere manier uit elkaar gehouden worden. Het blauw van de monitor wordt dan gekoppeld aan een zichtbaarlichtband, het groen aan het golflengtegebied nabij-infrarood en het rood aan het kortgolvig infrarood. Sneeuw en ijs reflecteren goed in het zichtbaar licht en het nabij-infrarood, maar absorberen het licht in het kortgolvig infrarood. Op die manier krijgt een sneeuwdek een markante blauwgroene tint. Water is weer donker en bewolking wit. Alleen als de bewolking zeer koud is en ook ijs bevat, komt er een blauwgroen waas overheen.
In volgende nummers gaan we andere voorbeelden tonen van de pracht van weersverschijnselen, zoals gezien op zichtbaarlichtbeelden geconstrueerd uit MODIS-data.