القمر الصناعي الميتوسات

مقدمة:.
التنبؤ الجوي علم قديم، قبل إطلاق الأقمار الصناعية وغزو الفضاء، ويتم عن طريق محطات للأرصاد الجوية المنتشرة في أنحاء العالم، وتمد هذه المحطات مراكز التنبؤات الجوية بمعلومات كثيرة عن الجو وعناصره ،من درجات حرارة، وضغط، وسرعة رياح، وغيرها.
وبالتالي يعتبر الأرصاد الجوية أحد التطبيقات المدنية، التي استفادت مبكراً من تقنيات الاستشعار عن بعد. ويمكن النظر إلى جهاز الاستشعار في هذه الحالة على أنه برج مراقبة عال جدا، ويستطيع أن يكشف مساحة واسعة جداً من سطح الكرة الأرضية والغلاف الجوي الذي يغطيها، وهو لذلك يستطيع أن يعطي معلومات دقيقة عن بعض الظواهر الجوية، مثل التكوينات السحابية، وحركتها.
واستفادت خدمات الأرصاد الجوية من التقدم العلمي الذي حدث في القرن الأخير، حيث بدأ تطوير وسائل جديدة لمراقبة تطورات الغلاف الجوي، واستخدمت البالونات والمناطيد والطائرات والأقمار الصناعية في الحصول على معلومات عن طبقات الجو المختلفة، وفي الوقت نفسه أنشئ نظام عالمي متكامل من المحطات الأرضية والسفن البحرية لمراقبة الجو وتبادل المعلومات عنه بشكل منتظم.







تاريخ رصد التنبؤات الجويه عن طريق الاقمار الصناعيه:.
بدخول الأقمار الصناعية أضيف عنصر جديد وتقنيات جديدة إلى وسائل مراقبة الجو، ودخل هذا العنصر بمكاناته الكبيرة في شبكة الأرصاد الجوية العالمية. واليوم هناك نحو 900 محطة مراقبة أرضية ونحو 7 آلاف سفينة مراقبة وتغطي مراقبتها جميع المحيطات بالإضافة إلى تقارير الطائرات التجارية والتي ترسل في الوقت الحاضر نحو 10 آلاف تقرير في اليوم الواحد. ومن ناحية أخرى هناك منظمات إقليمية للتعاون في استخدام الأقمار الصناعية في الأرصاد الجوية في مناطق معينة، مثل أوروبا وشرق آسيا.
نجد ان بداية اطلاق اول قمر للرصاد الجوي كان في 1 أبريل عام 1960 ، وهو ، "أنا تيروس" أطلق الى المدار. بعد فترة وجيزة ، رأى خبراء الارصاد الجوية في الصور الأولى من الإعصار في الارتفاعات الوسطى فوق شمال شرق الولايات المتحدة. إن عهدا جديدا قد بدأ. ومنذ ذلك الحين ، سواتل الأرصاد الجوية قد أطلقت في المدار وقدراتها قد تحسنت بدرجة كبيرة. اليوم ، ليس فقط لمراقبة الاقمار الصناعية الغيوم ، ولكن قياس الاشعاع أخرى غير مرئية من الأرض والجو. هذا يساعدنا على تقدير الجوانب مثل المحاصيل وظروف التربة وكذلك رصد تركيزات الأوزون في الغلاف الجوي والعديد من الخصائص الأخرى في العالم. وكان القمر "تيروس- ا " هو القمر الصناعي الأول، الذي أطلق في أول أبريل 1960م، والذي سجل بالصور وبالأشعة تحت الحمراء تكوينات السحب في الطبقات المنخفضة من الغلاف الجوي.
وقد أطلق من هذه المجموعة سبعة أقمار بين 1960-1963م، وضعت في مدار شبه قطبي على ارتفاع 800 كم، وكانت الفترة المدارية التي يتم فيها القمر دورته حول الأرض نحو 100 دقيقة. وأثبتت هذه المجموعة فعالية استخدام الأقمار الصناعية لرصد ومراقبة الأحوال الجوية في عام 1963 أنشأت المنظمة الدولية للأرصاد الجوية نظام مراقبة للجو على مستوى العالم يسمى World Weather Watch، وتساهم فيه جميع دول العالم.
ومن المنظمات الإقليمية المختصة باستخدام الأقمار الصناعية في الأرصاد الجوية منظمة إيموتسات Eumetsat التي أنشئت في 24 مايو 1983م بهدف إنشاء وتشغيل شبكة من أقمار الأرصاد مبنية على شبكة أقمار "متيوسات" الأوروبية.
دور الأقمار الصناعية في الأرصاد الجوية:.
تستطيع الأقمار تحديد سمك طبقات الغلاف الجوي أيضاً، ويفيد ذلك في تحديد مناطق الضغط العالي والمنخفض وتيارات الهواء وتوزيع درجات الحرارة، ويتم ذلك عن طريق قياس ما يسمى بالتدرج الحراري الرأسي. وحيث إننا لا نستطيع بطبيعة الحال أن نضع ترمومترات عند كل كم من ارتفاع الغلاف الجوي، فلابد من البحث عن طريقة أخرى لقياس درجات حرارة الطبقات المتتالية من الغلاف الجوي.
وقياس درجات الحرارة بوساطة الترمومترات هو استخدام لظاهرة التوصيل، لكن قياس درجات الحرارة بوساطة الأقمار الصناعية يتم عن طريق قياس الإشعاع الحراري، ويتم ذلك لأن الغلاف الجوي بينما تنفذ خلاله أشعة الضوء فإنه يمتص الأشعة الأخرى من فوق البنفسجية إلى أشعة جاما بدرجات متفاوتة. وامتصاص الأشعة تحت الحمراء بواسطة مكونات الغلاف الجوي المختلفة يجعل قياس التدرج الحراري ممكناً.
ويشبه رصد حركة السحب رصد التفاصيل المرئية على سطح الأرض، فالسحاب يمكن رؤيته وتصويره بوضوح، وتستنتج حركة السحب من تغير مواقعها مع الزمن، ومنها يمكن تحديد سرعة الرياح. ولذلك فالتكنولوجيا المستعملة هنا مألوفة، وليس فيها جديد، غير التقنيات المستحدثة للرصد المرئي من ارتفاعات كبيرة.
الرصد الجوي بواسطة الأقمار الصناعية:.
يتم استخدام الأقمار الصناعية في الرصد الجوي، إما عن طريق أقمار في مدارات قطبية، تدور حول الأرض في فترات معينة لتصوير الظواهر الجوية التي تقع تحت مسارها، أو عن طريق أقمار ساكنة، أو ثابتة جغرافيا، فوق منطقة معينة، لمتابعة الظواهر الجوية التي تحدث في منطقتها.
ويمكن الآن الحصول على حالة الطقس فوق مساحة شاسعة بواسطة الصور التي تلتقطها الأقمار الصناعية نهاراً وليلاً، وذلك باستخدام الأشعة تحت الحمراء. وكذلك يمكن الحصول على صورة واقعية لتوزيعات السحب فوق مساحة كبيرة في وقت التقاط الصورة.
ومن تحليل السحب الملتقطة بواسطة الأقمار الصناعية يتم تحديد مراكز المنخفضات الجوية، ومراكز الأعاصير الاستوائية الدوارة. وبمقارنة الصور المتلاحقة يمكن بسهولة تحديد حركة المنخفضات الجوية ونموها، وبالتالي يمكن معرفة التغييرات المنتظرة في حالة الطقس قبل حدوثها بوقت كاف.
ويمكن قياس درجة حرارة ماء البحر، وذلك بمقارنة هذه الصور بصور أخرى قياسية. وبالتجربة، تبين أن هناك خطأ حوالي 1-2 درجة مئوية في هذه الصورة، وهو خطأ كبير، والمحاولات تجرى حالياً للحصول على أقل خطأ ممكن عند قياس درجة حرارة ماء البحر بواسطة الأقمار الصناعية.
أنواع أقمار الأرصاد الجوية:.
تغطي أقمار الأرصاد الجوية في مجملها الكرة الأرضية كلها، وتنقسم إلى مجموعتين متكاملتين:
أ. المجموعة الأولى، وهي الأقمار الاستوائية، وتدور في مدار عند خط الاستواء، ومنها أقمار GOES الأمريكية، وأقمار "متيوسات" METEOSAT الأوروبية،، وأقمار "إنسات" INSAT الهندية، وسلسلة أقمار GMS اليابانية.
ب. المجموعة الثانية، وهي الأقمار القطبية، وتدور في مدار قطبي، ومنها أقمار "تيروس" TIROS، وأقمار NOAA الأمريكية، وأقمار "ميتور" METEOR الروسية.
والصور التي يتم التقاطها في الوقت الحالي للأرصاد الجوية بالاشعة تحت الحمراء والمرئية وبخار الماء وهي صور التقطتها الاقمار الصناعية الاوروبية الثابت بالنسبة للأرض. مجموعة أقمار "متيوسات" METEOSAT، وهي أقمار أوروبية، تدور في المدار نفسه، وقد بدأ إطلاقها عام 1977، وتغطى أوروبا وأفريقيا والشرق الأوسط. وتتعدد الإطلاقات في حالة تعطل بعض وظائف القمر، أو لاستبداله، بعد انتهاء عمره الافتراضي.حاليا هناك خمسة متيوسات على واجب ، واثنين من مركبات فضاء من الجيل الثاني ميتيوسات - 9 (msg2) ، ميتيوسات - 8 (MSG1) وثلاث مركبات فضاء الجيل القديم ميتيوسات - 7 (MTP1) ، ميتيوسات - 6 (MOP3) ، ميتيوسات - 5 (mop2 ).
الجيل القديم:.
يبدا من متيوسات 1 الي متيوسات 7 وقد كان يقدم ملاحظات جيده عن الارصاد الجوي،بلاضافه الي تقديم صور عن الارض وغلافة الجوي،كل نصف ساعه في ثلاثه قنوات.(المرئيه والحمراء وتحت الحمراء).والاقمار الصناعيه تم تصنيعها من قبل كونسورتيوم كسموس مع ايروسباسيال، وهي 2.5متر ،وقطرها 3.195متر،كتلتها الاوليه في المدار 282كلغ، ويدور القمر 100 دوره في الدقيقه حول محورها الرئسي.
الجيل الجديد:.
ان فوائد الاقمار الصناعية الجديدة لقد استقرت خلال الجيل السابق ، ولكن مع إدخال تحسينات كثيره على التصميم. بيانات أكثر تواترا وشمولا التي جمعتها ميتيوسات أيضا مساعدات للارصاد الجوية في التعرف السريع وتوقع الظواهر الجوية الخطرة ، مثل العواصف الرعدية والضباب من المنخفضات الصغيرة ولكن المكثفة التي يمكن أن تؤدي إلى عواصف الرياح المدمرة.
الأقمار الصناعية هي GS 3.2 متر وقطرها 2.4 مترا ويدور المضادة للعقارب الساعة عند 100 دورة في الدقيقة على ارتفاع 36،000 كيلومتر
بداء العمل في التشغيلية 8 كانون الثاني / يناير 2004، وهو أكثر تقدما مقارنة بميزات التقنية لجميع الجيل الأول للأقمار الاصطناعية الأخرى. ميتيوسات 5 و 6 و 7 نقلوا فوق المحيط الهندي في 57 درجة و 67 درجة شرقا.
جميع الأوقات الصورة هي بالتوقيت العالمي (إحداثيات التوقيت العالمي) الموافق بتوقيت جرينتش (توقيت غرينتش).
الجيل الثاني (GS) هو تعزيز كبير للمتابعة لنظام الجيل السابق من متيوسات. GSيتكون من سلسلة من أربعة أقمار صناعية للأرصاد الجوية الثابت بالنسبة للأرض ، إلى جانب البنية التحتية الأرضية ، وسوف تعمل على التوالى حتى عام 2018. أول ميتيوسات سيطلق القمر الصناعي متيوسات - 8 ، في عام 2002. والقمر الصناعي الثاني اي متيوسات 9 متابعتها في ديسمبر كانون الاول عام 2005.
وقد تم تصممه لاستجابة لمتطلبات المستخدم ويخدم احتياجات تطبيقات البث الفوري والعددي للتنبؤ بأحوال الطقس ، بالإضافة إلى توفير بيانات هامة لرصد المناخ وبحوثه.
نظام GS حققت تحسينات كبيرة في هذه الخدمات من خلال نطاقات طيفية 12 (3 في النظام السابق) من الاشعاع ، وغزل المحسن مرئية وتحت الحمراء تصوير (SEVIRI).
SEVIRI صورا في وضح النهار من أنماط الطقس مع قرار من 3 كم ، بالاضافة الى الزائفة في الغلاف الجوي لسبر المعلومات والحرارية. ودقة عالية المرئية (هريفنيا) قناة لديه قرار من 1 كم. وعرض كامل القرص يسمح لأخذ العينات بشكل متكرر ، كل 15 دقيقة ، تمكن من رصد الأحداث تتطور بسرعة. وهذا يساعد الارصاد الجوية في التعرف السريع وتوقع الظواهر الجوية الخطرة مثل العواصف الرعدية والامطار الغزيرة والضباب والتنمية المتفجرات من انكسارات صغيرة لكنها مكثفة ، والتي يمكن أن تؤدي إلى العواصف المدمرة.
يومتسات والتطبيقات الساتلية المرافق (الزراعة والنظم الغذائية) استخلاص المعلومات من البيانات SEVIRI معالجتها وتحويلها إلى منتجات للاستخدام خاص لخبراء الأرصاد الجوية والمناخ ، مثل الرسوم البيانية حقل الرياح ، ودرجة حرارة سطح البحر ، وتقديرات وتحليلات لهطول الأمطار التغطية سحابة ، وارتفاع درجة الحرارة .

بالإضافة إلى SEVIRI ، وحمل أقمار صناعية ميتيوسات الثابت بالنسبة للأرض من الإشعاع الميزانية (GERB) الصك ، الذي يوفر بيانات قيمة عنه تنعكس الأشعة الشمسية والأشعة الحرارية المنبعثة من الأرض والجو. إلى جانب هاتين الأداتين ، GS حمل أقمار صناعية للاتصالات شاملة الحمولة لخدمة احتياجات تشغيل الأقمار الصناعية ، وبيانات الاتصال والمستخدم لنشر البيانات.
يعرف القمر الصناعي باعتباره من صنع الإنسان كائن وضع القمر في مداره حول جرم سماوي ، مثل الأرض أو على سطح القمر. أقمار صناعية تخدم مجموعة متنوعة واسعة من الأغراض من انتقال الاشارات التلفزيونية عبر الأقمار الصناعية للاتصالات ونظم تتبع توجيهات من الاقمار الصناعية للدفاع. لخبراء الأرصاد الجوية ، والاقمار الصناعية تقديم نظرة شاملة عن الطقس في العالم من خلال مراقبة الطقس والبيئة على نطاق وليس من الممكن عن طريق وسائل أخرى.
نجد ان متيوسات 7 يتمركز في المحيط الهندي ومتيوسات 8و9 يتمركزو حول افرقيا واوربا كل 15 دقيقه.

تسلمى جزاكى الله كل خير