Kees Floor, Zenit, april 2010.
Op 1 april 1960 leverde de Amerikaanse weersatelliet Tiros 1 de eerste weerfoto die ooit werd gemaakt. We beschikken nu dus over 50 jaar weerbeelden vanuit de ruimte. De mooiste en kleurrijkste daarvan zijn afkomstig van de Terra-satelliet, die inmiddels al weer tien jaar in de lucht is.
|
1b. Meer beelden
van de eerste dag van de Tiros 1. Datum: 1 april 1960. Instrument: TV-camera.
Satelliet: Tiros 1. Bron: NASA.
|
|
|
|
|
Als de televisiecamera op de eerste, toen nog ongecontroleerd
rondtollende weersatelliet Tiros 1 toevallig even de aarde in het vizier kreeg,
steeg in de controlekamers een luid gejuich op. De weinig gedetailleerde zwart-witbeelden
(vgl. figuur 1ab) lieten in de atmosfeer en op het aardoppervlak dan ook verschijnselen
zien die niet eerder op een dergelijke manier in beeld waren gebracht.
Hoewel we met weemoed aan die tijd kunnen terugdenken, missen we de wazige
plaatjes van toen toch niet echt. De tv-camera's hebben plaats moeten maken
voor geavanceerde stralingsmeters, die onafgebroken op de aarde zijn gericht.
De beelden die beschikbaar komen, zijn niet langer zwart-wit of kunstmatig
ingekleurd, maar in prachtige, natuurlijke kleuren.
Een belangrijke mijlpaal vormde de lancering in december 1999 van de Amerikaanse
satelliet Terra. Hoewel dit ruimteplatform een levensduur was toegedicht van
zes jaar, stuurt het nog dagelijks zijn stralingsgegevens naar de volgstations
op aarde. Het bekendste instrument aan boord is de Moderate Resolution Imaging
Spectroradiometer of kortweg MODIS. Het instrument bracht op 19 april 2000
voor het eerst vanaf ruim 700 kilometer hoogte vrijwel de hele aarde in beeld
in natuurlijke kleuren (figuur 1c), zodat we nu op ongeveer tien jaar over
de kleurrijke satellietbeelden kunnen beschikken.
Datum: 31 maart 2003. Satelliet: Aqua. |
3 juli 2009. Satelliet: Terra. |
20 maart 2009. Satelliet: Terra. |
20 maart 2009. Satelliet: Aqua. |
2. 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 tast af
De satellietbeelden van figuur 1cd en 2 laten goed zien hoe de Terra te werk
gaat. De satelliet trekt zijn baantjes op ruim 700 kilometer hoogte en brengt
van daaruit het aardoppervlak en de bewolking erboven in kaart. De baan van
de Terra heeft ten opzichte van de sterren een vaste stand; doordat de aarde
draait, tast de satelliet na elke omloop een nieuw deel van het aardoppervlak
af. In de poolstreken en op gematigde breedten vertonen de banden die gescand
worden, voldoende overlap om volledige dekking te krijgen. In de tropen en
subtropen zit er ruimte tussen de gescande banden; daardoor brengt de Terra
niet elke plaats op aarde elke dag in beeld. Terwijl de satelliet zich voortbeweegt,
scant hij naar links en rechts een smalle strook van het aardoppervlak af.
Direct onder de satelliet is de resolutie het best: 250 meter. Verder naar
links of naar rechts is de resolutie minder en speelt ook de bolvorm van de
aarde een rol. Vooral aan de randen van het beeld is te zien dat de stroken
overlap vertonen. In het oorspronkelijke, nog niet naar een kaartprojectie
omgezette beeld zien we daardoor dingen dubbel, zoals delen van de Waddeneilanden
op figuur 2. De figuren links en rechts zijn overigens afkomstig van de MODIS
op de zustersatelliet van de Terra, de Aqua, die enkele jaren later werd gelanceerd.
Zie voor meer satellietbeelden van de MODIS op de Terra het artikel 'Sneeuw
en winterkou' op pagina 117 van dit nummer. Andere toepassingen van de
MODIS zijn het meten van de temperatuur van het aardoppervlak of de wolkentoppen,
het volgen van het leven in de oceanen, het monitoren van de vegetatie op
het land, het waarnemen van het sneeuwdek, het bepalen van de hoeveelheid
bewolking en het lokaliseren van grote natuurbranden.
|
4. De orkaan Jeanne in natuurlijke kleuren (links). Het beeld rechts geeft de hoogte van de wolkentoppen in kilometer. Datum: 26 september 2004. Instrument: MISR. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC/LaRC/JPL, MISR Team. |
Meer dan MODIS
Naast de MODIS bevinden zich op de Terra nog vier andere instrumenten. De
Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) levert
beelden als de MODIS, maar dan in een hogere resolutie. Voorbeelden van ASTER-beelden
die eerder in Zenit verschenen, zijn te vinden in figuur 5.
Het Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) meet de door het
aardoppervlak en de bewolking teruggekaatste zonnestraling. Zo laat figuur
3 de hoeveelheid zonlicht zien die werd teruggekaatst in november 2009. Rond
de noordpool is het donker; er valt geen licht in en er wordt dus ook geen
licht teruggekaatst. Op Antarctica ligt sneeuw en ijs en de zon schijnt er
vrijwel de hele dag, wat goed is voor veel teruggekaatst zonlicht. Ook de
intertropische convergentiezone bij de evenaar is makkelijk terug te vinden
doordat de daarmee samenhangende bewolking relatief veel zonlicht terugkaast.
De Multi-angle Imaging Spectro-Radiometer (MISR) kijkt onder negen verschillende
hoeken naar de aarde en levert zo informatie over eigenschappen van bewolking
en van deeltjes in de atmosfeer. Figuur 4 geeft een voorbeeld van op MISR-gegevens
gebaseerde satellietbeelden. We zien de orkaan Jeanne uit 2004, links in natuurlijke
kleuren, rechts als hoogtekaart van de wolkentoppen. De Measurements of Pollution
in the Troposphere (MOPITT) tenslotte meet de concentraties koolstofmonoxide
en methaan in de troposfeer.
Figuur 5: Eerder in Zenit verschenen Aster-beelden van - van links af - de Chileense vulkaan Chaitén, de Zeeuwse eilanden en de Mississippidelta.