Meteorologické družice
Rozhovor s Martinem Setvákem, vedoucím Družicového oddělení Českého hydrometeorologického ústavu.
Družicové snímky Země vídáme den co den v televizi a připadá nám to naprosto normální. Fronty či tlakové výše a níže se na počítačových animacích dramaticky přesunují sem a tam a nikoho před obrazovkou to neudiví. Zvykli jsme si. Není to přitom tak dávno, kdy jsme mohli v televizi vídat nanejvýš kreslené synoptické mapy a meteorologa s ukazovátkem. Data z družic přijímají naši meteorologové od konce 70. let minulého století; v současnosti jde o některé tzv. polární družice NOAA a geostacionární družici METEOSAT. Ta obíhá Zemi ve výšce 36 tisíc kilometrů v rovině zemského rovníku jednou za 24 hodiny; je tedy zdánlivě "zavěšena" ve stále stejném bodě - nad Guinejským zálivem, odkud pravidelně snímá celou Evropu a Afriku, západní Asii, část jižní Ameriky a většinu Atlantského oceánu. Její mise však pomalu spěje ke svému konci. 28. srpna 2002 byla totiž úspěšně vypuštěna nová meteorologická družice - "Meteosat druhé generace", který ji nahradí. Zatím se testuje. Data z něj budou meteorologům plně k dispozici někdy ve druhé polovině roku 2003. V čem je nový METEOSAT lepší, než jeho dosud aktivní předchůdce? Na to jsme se zeptali Martina Setváka, vedoucího Družicového oddělení ČHMÚ, které sídlí v Praze - Libuši.
Meteorologická družice Meteosat Second Generation, zkráceně MSG-1, je první družicí nové generace METEOSATů, používaných pro oblast Evropy, Atlantiku a Afriky. Tyto družice patří evropské organizaci EUMETSAT, sdružující v současnosti osmnáct členských a čtyři přidružené státy, které tento program meteorologických družic financují a družice vlastně správcují; řídí je, využívají jejich data a také navrhují družice nové. MSG-1 má někdy v průběhu příštího roku nahradit stávající METEOSATy, družice, z nichž vídáme každý večer obrázky v televizních relacích o počasí. Protože tyto družice jsou už poměrně zastaralé, rozhodl se EUMETSAT zhruba před 15 lety, že začne vyvíjet a navrhovat meteorologickou družici druhé generace. Původně se počítalo s tím, že by měla být vypuštěna někdy kolem roku 1999; různé technické obtíže však způsobily několikerý odklad startu. Až koncem srpna 2002 družici vynesla na oběžnou dráhu raketa Ariane-5. Nyní bude následovat přibližně roční až jeden a půl roku dlouhá perioda, kdy bude družice různě testována. Až poté budou data zpřístupněná široké odborné veřejnosti.
Čím se liší nová družice od současných METEOSATů? Vzhledem k tomu, že se jedná o družici nové generace, bude asi těch vylepšení celá řada - zejména co se přístrojového vybavení a nabídky dat týče?
Pro srovnání si můžeme například říci, že zatímco stávající METEOSAT snímá zemský disk 48x za 24 hodiny, tedy každých 30 minut, družice MSG ho bude snímat dvakrát tak často - každých 15 minut. Bude mít také výrazně větší geometrické rozlišení, rozezná tedy menší objekty, třeba mraky, než stávající METEOSAT. Hlavní rozdíl však bude ve značném nárůstu tzv. spektrálních kanálů. Spektrální kanál je určité pásmo elektromagnetického záření, ve kterém družice snímá. Zjednodušeně řečeno - máme obrázky ve viditelném oboru, tepelném oboru a v řadě dalších. Právě těchto spektrálních kanálů bude mít družice MSG celkem dvanáct, oproti třem u stávajícího METEOSATu.
Kdy jste tady na Libuši začali poprvé přijímat data z družic?
Tady na Libuši se chytá od 70. let. Prvním zlomovým bodem byla léta 1978-9, kdy zde bylo instalováno na tu dobu nesmírně moderní zařízení kanadské firmy MDA pro příjem digitálních dat z družic NOAA. Toto zařízení sloužilo až do roku 1995, což je dost neuvěřitelné, protože tím zhruba dvakrát přesáhlo svou plánovanou životnost, byť s různými obměnami. Další zlom pro nás nastal v letech 1994-5. V roce 1994 jsme instalovali zařízení pro příjem digitálních snímků z družic METEOSAT a o rok později i nové zařízení pro příjem dat z polárních družic NOAA.
Co to přesně znamená "polární družice"? Znamená to, jak by si třeba někdo mohl myslet, že ta družice visí nad pólem?
Ne, to je tak trochu slangové označení, kterého se užívá pro družice na kvazipolární dráze. Tyto družice nevisí nad polárními oblastmi. Název má původ ve skutečnosti, že jejich dráha je takřka kolmá na zemský rovník. Při každém obletu zeměkoule se proto tyto družice dostávají nad severní i jižní pól, samozřejmě přibližně. A právě z toho je odvozen název jejich dráhy i slangové označení družic. Tyto družice létají ve výškách zhruba 820-850 kilometrů, doba jejich oběhu je řádově 100 minut. Při svém letu snímají nepřetržitý pás území, široký přibližně 3000 kilometrů - 1500 km na obě strany od poddružicového bodu. Výsledkem je jakýsi nekonečný fotografický pás, široký právě ty 3000 km, nabalovaný do nekonečna kolem zeměkoule.
Čím je ta tzv. polární dráha výhodná?
Výhodná je zejména pro polární oblasti, kam geostacionární družice kvůli zkreslení nevidí. Říká se, že data z geostacionárních družic jsou využitelná zhruba do 55. až 60. stupně severní nebo jižní šířky. Co je severněji, případně jižněji, to už geostacionární družice vidí buď příliš ze šikma a nebo vůbec. Právě tyto oblasti jsou proto závislé pouze na datech z polárních družic. Tyto družice navíc létají po výrazně nižší dráze než družice geostacionární, mají tudíž blíž k zemskému povrchu a jejich rozlišovací schopnost je větší, alespoň prozatím. Díky tomu mohou například meteorologové rozlišit více typů oblačnosti, než by viděli z geostacionární družice. Když si ovšem srovnáme stupeň rozlišení meteorologických družic s družicemi, které jsou určeny třeba k dálkovému průzkumu Země vidíme, že se pohybujeme zhruba o tři řády níž. Jejich rozlišovací schopnosti můžeme totiž vyjádřit v metrech až desítkách metrů, zatímco u polárních družic je rozlišení zhruba kilometrové.
Vaší prací je tedy kombinování údajů z družic NOAA a z METEOSATu. Z kolika družic celkem k vám přicházejí data?
Začnu polárními družicemi NOAA. Jejich pojmenování je zkráceninou anglického názvu Národní agentury pro oceány a atmosféru, tedy National Oceanic and Atmospheric Administration, My v současné době přijímáme data z družic NOAA-16 a NOAA-17, což jsou vlastně nejmodernější meteorologické družice, určené pro operativní využití, které se na polární dráze nacházejí. Kromě těchto družic chytáme i stávající evropskou geostacionární družici METEOSAT-7. A to je vlastně všechno. Kdybych měl hovořit objemově: z polárních družic dostaneme denně zhruba 1,25 GB dat, z METOSATu chytáme denně asi kolem 100 MB. Značnou část těchto dat je nutné někde archivovat a zpracovat, což klade zvýšené nároky na výpočetní techniku a úložné prostory.
Když se říká "data", oč vlastně jde? Jenom o obrázky a nebo i o nějaké jiné údaje?
Tady u nás, v České republice, se tedy přijímají data z meteorologických družic od 70. let. Podobné družice však kroužily kolem naší planety už o řadu let dříve. Kdy se vůbec na oběžné dráze objevila první meteorologická družice?
První úplně operativní meteorologická družice, označená TAIROS-1 byla vypuštěna 1. dubna 1960. Touto družicí byla zahájena éra družic na polárních drahách. Jejich přístrojové vybavení bylo zpočátku poměrně primitivní. Postupně se však zdokonalovalo až po současné, tzv. skenující radiometry s poměrně vysokou přesností. Mám-li však být upřímný, historie meteorologických družic sahá podstatně dál do minulosti. Již ve 20. a 30. letech si řada autorů tehdejší vědeckofantastické literatury uvědomila, že umístit družici na oběžnou dráhu, ať už nějakou nízkou a nebo geostacionární, by vlastně bylo pro meteorology nesmírně výhodné. Umožnilo by to nepřetržité sledování počasí na obrovském území. Dalším milníkem byla druhá světová válka a s ní spojený rozvoj raketové techniky. Ta sice původně nebyla určena k účelům právě bohulibým, vzpomeňme třeba ostřelování Londýna raketami V-2, ale právě tyto rakety stály později, koncem 50. a začátkem 60. let u prudkého rozvoje ať již americké a nebo ruské raketové techniky, kterou používáme dodnes. Paradoxně tedy tak trochu vděčíme druhé světové válce za to, že máme meteorologické družice tam, kde jsou.
Nejviditelnějším produktem práce s daty, přicházejícími z meteorologických družic, jsou krátkodobé předpovědi počasí. Zmíněná data se však dají použít i k lecčemu jinému. Ostatně ani samotné družice tu nejsou jen kvůli pořizování snímků, pokud vím?
Není vyloučeno, že budoucnost přinese i další možnosti využití meteorologických družic a my možná budeme za pár let u interaktivních televizních předpovědí počasí už jen nostalgicky vzpomínat na ty nudné animace putujících front a frontálních systémů, které nám dnes připadají tak moderní a vrcholně akční.
K rozhovoru s Martinem Setvákem se ještě sluší dodat, že pokud se vám nechce čekat na nejbližší relaci o počasí, můžete si nejnovější obrázky z družic NOAA a METEOSAT prohlédnout i na internetu, na stránkách Českého hydrometeorologického ústavu. Adresa je jednoduchá: www.chmi.cz.
Frederik Velinský
Fotografie: EUMETSAT, NOAA. Z archivu ČHMÚ poskytl Martin Setvák.
DODATEK
Konkrétní odkazy na některé webové stránky:
Aktuální snímky z družice METEOSAT.
Snímky z polárních družic NOAA.
Družicové oddělení ČHMÚ. (Tady najdete další podrobné informace o družicích, aktuality a odkazy na další zajímavá místa na Internetu.)
Více z pořadu
E-shop Českého rozhlasu
Starosvětské příběhy lesníků z časů, kdy se na Šumavě ještě žilo podle staletých tradic.
Václav Žmolík, moderátor
Zmizelá osada
Dramatický příběh viny a trestu odehrávající se v hlubokých lesích nenávratně zmizelé staré Šumavy, několik let po ničivém polomu z roku 1870.
Zprávy z iROZHLAS.cz
-
Pardubický advokát Jelínek před soudem odmítl, že by si objednal vraždu. Snažil se vyvrátit motiv
-
Za zdí kremelské propagandy. Obyčejní Rusové v časech války
-
Autobus na Bruntálsku sjel ze zasněžené silnice do příkopu. Zraněných je 11 lidí, mezi nimi i děti
-
ŽIVĚ: Hokejisté Třince bojují proti Pardubicím. Kometa Brno přivítá na svém ledě druhý Litvínov
