METEOROLOJİK UYDULAR Meteoroloji Uydularını, yörüngelerine göre iki gurup altında toplamak mümkündür. Bunlar; 1-Sabit Yörüngeli Uydular 2-Kutupsal Yörüngeli Uydular

SABİT YÖRÜNGELİ UYDULAR Dünyanın ekvator düzlemi üzerinde ve yaklaşık olarak 36000 km yükseklikte bir yörüngede görev yaparlar. Dünya ile aynı açısal hızda hareket ettikleri için, dünya üzerindeki herhangi bir noktaya göre sabitmiş gibi görünürler. UYDU METEOROLOJİSİ 2

SABİT YÖRÜNGELİ UYDULAR Elde edilen bu Meteosat görüntülerden, aşağıda sıralanan ve en çok kullanılan şu bilgiler elde edilebilir: ·      Bulut örtüsünün belirlenmesi ·      Bulutların sınıflandırılması ·      Bulut tepe sıcaklıklarının tesbiti ·      Kar örtüsünün tesbiti ·      Bulut hareket rüzgarları ·      Yüksek troposferik nemlilik ·      Bulut tepe yükseklikleri ·      Deniz suyu sıcaklıkları ·      Sisin tesbiti vb. UYDU METEOROLOJİSİ 3

KUTUPSAL YÖRÜNGELİ UYDULAR Bu uyduların görev yaptıkları yörüngeler, yerden yaklaşık olarak 850 km yükseklikte olup, yörüngelerinde bir turu yaklaşık 101,58 dakikada tamamlarlar. Buna göre bir günde 14,2 kez dünya çevresinde tur atarlar. Şu anda NOAA serisi uydulardan NOAA-12, NOAA-14 ve NOAA-15 operasyonel olarak kullanılmaktadır UYDU METEOROLOJİSİ 4

KUTUPSAL YÖRÜNGELİ UYDULAR Görüntü iletimi gerçek zamanlı olarak ve iki formatta yayınlanır. Birincisi APT (Automatic Picture Transmission) olarak bilinen analog görüntü iletimidir. Visible (VIS) ve Infrared (IR) görüntüler APT aracılığıyla 4 Km çözünürlükte ve 2600 Km genişlikte bir alan için elde edilebilir. UYDU METEOROLOJİSİ 5

KUTUPSAL YÖRÜNGELİ UYDULAR AVHRR tarafından elde edilen Visible (VIS) ve IR kanal görüntüleri HRPT sistemi aracılığıyla elde edilebilir. Bu görüntülerden şu meteorolojik bilgiler elde edilebilir; -Vejetasyon indeksinin hesaplanması -Bulut kapalılığı -Bulutların sınıflandırılması -Kar örtüsünün belirlenmesi -Sisin tesbiti -Deniz ve kara yüzeyi sıcaklığının belirlenmesi -Orman yangınlarının tesbiti -Bulut tepe sıcaklığının belirlenmesi -Taşkın analizi vs. UYDU METEOROLOJİSİ 6

KUTUPSAL YÖRÜNGELİ UYDULAR NOAA Uydularınında AVHRR kanallarının dalga boyları ve datanın kullanım alanları kısaca aşağıdaki tabloda verilmiştir; Kanal Dalga Boyu (m) Datanın ana kullanımı 1 0,58-0,68 Visible, albedoyu ölçer gündüz boyunca bulut ve yüzey görüntüsü, kar, buz, arazi ve vejetasyon özelliklerini tanımlar. 2 0,725-1,10 Yakın infrared, gündüz boyunca bulut görüntüsü ve vejetasyon gözlemi ve tayini, kar ve buz koşullarının tayini ve erime durumu. 3 3,53-3,93 Termal orta-İnfrared, ekstrem ısı kaynaklarına duyarlıdır. Orman yangını taraması, deniz yüzeyi sıcaklığı analizi, gece ve gündüz bulut görüntüsü. 4 10,3-11,3 Termal infrared, günlük bulut görüntüsü, yüzey sıcaklıkları, volkanik duman 5 11,5-12,5 Termal infrared, gece ve gündüz bulut özellikleri, nehir, göl ve okyanus yüzey sıcaklıkları, volkanik duman (artık) UYDU METEOROLOJİSİ 7

UYDU GÖRÜNTÜLERİNİN YORUMLANMASI Operasyonel olarak en çok kullanılan görüntüler aşağıda sıralanmıştır: a) VIS: Görünür ve yakın-IR dalga boylarında (0.4-1.1 µm) yansıyan güneş ışınlarından elde edilen görüntüler b) IR: Termal IR dalga boylarında (10-12 µm) yer ve atmosferin emisyonlarından elde edilen görüntüler c) WV: (6-7 µm) Su buharının emisyonlarından elde edilen görüntüler d) 3.7 µm (Kanal 3): Bazen yakın IR olarak da adlandırılan ve güneş ve yer radyasyonunun çakışma bölgesinde olan bu özel dalga boyunda elde edilen görüntüler. UYDU METEOROLOJİSİ 8

VISIBLE GÖRÜNTÜNÜN YORUMLANMASI Genel Prensipler: Visible görüntülerin siyah-beyaz gösteriminde, koyu gri bölgeler düşük parlaklıkta ve açık gri bölgeler ise yüksek parlaklıkta gösterilir. Parlaklık derecesi, kuvvetli bir biçimde yüzeyin albedosuna bağlıdır. Tipik albedo değerleri aşağıdaki tabloda gösterilmiştir. UYDU METEOROLOJİSİ 9

EUMETSAT European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites Avrupa Meteorolojik Uydu İşletme Teşkilatı MSG UYDULARI 10

MSG SEVIRI Kanalları ve Uygulama Alanları 11 MSG SEVIRI Kanalları ve Uygulama Alanları Kanal No Spektral Bant (μm ) Uygulama Alanları 1 VIS0.6 Yer ve Bulut Tanımlama, Optik Bulut Kalınlığı 2 VIS0.8 Bitki Örtüsü, Yer ve Bulut Tanımlama, Optik Bulut Kalınlığı 3 NIR1.6 Kar ve Buz Tespiti, Bulut Parçacık Büyüklüğü ve Safhası 4 IR3.9 Bulut Parçacık Büyüklüğü ve Safhası, Sis, Yangın,SST 5 WV6.2 Yüksek Seviye Su Buharı, Atmosferik Kararsızlık 6 WV7.3 Orta Seviye Su Buharı 7 IR8.7 Kum Fırtınası, 8 IR9.7 Ozon kanalı 9 IR10.8 Bulut Tepe Sıcaklığı, Atmosferik Kararsızlık 10 IR12.0 Cirrus Bulutlarının Tespiti, Atmosferik Kararsızlık 11 IR13.4 CO2 kanalı 12 HRV(0.4 -1.1) Bulut Detayı(1 km) 11

GÖRÜNÜR (VIS) KANALLAR 12

Radyasyon kaynakları Güneş ve Dünya’nın Karşılaştırılması Dalga boyu < 5 m güneş radyasyonu baskın Dalga boyu > 5 m yerküre radyasyonu baskın Kanal 01, 02, 03, 12: yalnızca güneş radyasyonu Kanal 04: hem güneşten ve hem de dünyadan radyasyon Kanal 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11: yalnızca termal yerküre radyasyonu Güneş radyasyonu Yer radyasyonu Watt/m2 ve mikron Yanlız VIS VIS + IR Yanlızca IR

Üç VIS kanalın toprak yansıması karşılaştırması Kaynak:EUMETSAT Üç VIS kanalın bitki örtüsü yansıması karşılaştırması

VIS 0.6 ve VIS 0.8: Bulutlar Güneş radyasyonunun yansımasından dolayı her iki kanalda bulut tanımlamasında kullanılır. Ch01: 0.6  Yüksek Yansıma Düşük Yansıma Ch02: 0.8 

VIS 0.6 ve VIS 0.8 görüntülerinin karşılaştırılması Ch01:0.6 Farklı Gri Ton: Farklı Yansıma: beyaz: Görünür kalın bulut gri: saydam bulut (transparent) beyaz: kar gri den koyu griye: kara yüzeyi siyah: deniz VIS 0.6 ve VIS 0.8 görüntülerinin karşılaştırılması

VIS 0.6 ve VIS 0.8 görüntülerinin karşılaştırılması Ch02:0.8 Farklı Gri Ton: Farklı Yansıma: beyaz: Görünür kalın bulut gri: saydam bulut (transparent) beyaz: kar gri den koyu griye: kara yüzeyi siyah: deniz VIS 0.6 ve VIS 0.8 görüntülerinin karşılaştırılması

VIS 0.6 ve VIS 0.8: Yer yüzeyi-bitki örtüsü Kara ve bitki örtüsü yüzeylerinden daha fazla yansıma alması nedeniyle VIS 0.8 kanalında yer yüzeyinin tanımlanması daha kolaydır Ch01: 0.6 Ch02: 0.8 0.6 0.8

VIS 0.6 ve VIS 0.8: saydam bulutlar Ch01: 0.6 Saydam bulutlar, kara ve deniz yüzeyinden daha az yansıma geldiği için VIS 0.6 kanalında daha iyi görülürler. Ch02: 0.8

NIR 1.6: Bulut Buz ve su içerikli bulutlarda farklı görünüm Su içerikli bulut: beyaz Buz içerikli bulut: siyah Ch03:1.6 Buz içerkli bulut Su içerikli bulut

VIS Kanal Uygulaması- Buz İçerikli Bulutlar ve Kar 21 VIS Kanal Uygulaması- Buz İçerikli Bulutlar ve Kar A B Kar (A) VIS0.6 görüntüsünde yüksek yansımadan dolayı beyaz renkte iken (B) NIR1.6 görüntüsünde oldukça düşük yansımadan dolayı koyu renktedir. Aynı şekilde (C) VIS0.6 görüntüsünde bulut içerisindeki buz parçacıkları ayırt edilemezken (D) NIR1.6 görüntüsünde buz içerikli bulutlar koyu renkte görülmektedir. C D IR Renk Tablosu 21

NIR 1.6: Kar Kar: Kar/Buz ve Su içerikli bulutlarda farklı görünüm Kar + Buz: siyah Su içerikli bulutlar: beyaz 30/01/2006 Saat 12:00 UTC beyaz : bulut Alplerde Kar Türkiye büyük oranda karla kaplı

VIS06 ile NIR 1.6 Görüntülerinin Karşılaştırılması Su içerikli bulutlar her iki görüntüde beyaz. Kar NIR1.6 görüntüsünde koyu renkte iken VIS0.6 görüntüsünde parlak beyaz renkte. Alplerde Kar Alplerdeki kar Koyu renkte

KANAL IR3.9’UN METEOROLOJİDE KULLANIMI Alçak bulut ve sis [gece ve gündüz] İnce Cirrusler [gece ve gündüz] ve bulut katmanları [gündüz] Bulut safhası ve parçacık boyutu [gece ve gündüz] Deniz ve kara yüzeyi sıcaklıkları [gece] Orman yangınları [gece ve gündüz] Kent merkezi ısı adaları [gece] Aşırı soğumuş bulutlar [gece ve gündüz] Güneş parıltısı [gündüz]

IR3.9: SİS VE STRATUS BULUTUNUN TESPİTİ (GECE VE GÜNDÜZ)

Sis ve Stratus Geceleyin sis ve stratus bulutlarının tanımlaması Kanal IR3.9 un temel uygulama alanlarından biridir. Bu teknik temel olarak su içerikli bulutların IR3.9 daki yayıcılığının (emissivity) IR10.8 den daha az olması prensibine dayanmaktadır. Dolayısıyla IR3.9 daha fazla yansıma verir. Bunun yanında geceleyin sis ve stratus bulutlarını en iyi animasyon yaparak anlayabiliriz.

MSG-1, 09 Kasım 2003, 03:15 UTC IR3.9 IR10.8 IR3.9 - IR10.8 3 3 3 2 2 4 4 4 1 1 1 Geceleyin IR3.9-IR10.8 farkı kullanılarak sis hadisesinin gösterilmesi Gece IR3.9-IR10.8 farkı negatiftir. 1= sis veya stratus 2= soğuk yer yüzeyi 3 = sıcak yer yüzeyi 4 = ince yüksek bulutlar

MSG-1, 24 Ocak 2006, 10:00 UTC IR3.9 IR10.8 IR3.9 - IR10.8 1 2 2 2 1 1 Gündüz IR3.9-IR10.8 farkı kullanılarak sis hadisesinin gösterilmesi Gündüzleri IR3.9-IR10.8 farkı pozitiftir. 1= sis veya stratus 2= yer yüzeyi

MSG-1, 12 Ekim 2006, 10:00 UTC IR3.9 IR10.8 1 3.9 ve 10.8’de tam belli olmayan sis/stratus IR3.9-IR10.8 farkı kullanılarak net bir şekilde görülmektedir. IR3.9 - IR10.8

Su buharı Kanalları Kanal 5 ve 6 Su buharı 6 m civarında bir soğurma bandına sahiptir. Alt seviyelerden gelen radyasyonu soğurur Su buharı görüntülerindeki gri tonlar troposferin yüksek sevilerindeki su buharı içeriğini gösterir. IR kanalları ile birlikte konvektif sistemlerin tespitinde kullanılır.

Subuharı Kanalları Subuharı içeriği iki katmanı birbirinden ayırır 6.2 Subuharı içeriği iki katmanı birbirinden ayırır Aşağı ve orta yukarı troposferdeki subuharı içeriğinin ayrımını yapabilirz. Yarı saydam bulutların yüksekliklerinin tahmini WV 7.3 Clouds

Kanal WV6.2

Kanal WV7.3

Fark WV6.2 – IR10.8 – Kuvvetli Fırtınalar

“Window” Kanalları IR8.7, IR10.8 ve IR12.0 Yerden ve bulutlardan yayılan termal radyasyon nedeniyle bulut sistemlerinin tanımlanması. İnce Cirrus’lerin diğer bulutlardan ayrılması. Özellikle renk tablosu kullanılarak konvehtif sistemlerin ve Cb bulutlarının tanımlanması.

Kanal 8.7 İnce Cirrus bulutlarının belirlenmesi Gelişmiş cirrus tanımlama RGB ve fark uygulamaları Su ve buz içerikli bulutların ayrılması

Kanal 07: IR8.7

Kanal 09: IR10.8

Kanal 10: IR12.0

Kanal 10.8 ve Kanal 12.0 Her iki kanalda bulut sistemlerinin izlenmesinde kullanılır. Her üç kanalın görüntülerinde fazla bir fark yoktur. Kanal 12.0 Cirrus bulutunun tespitinde daha kullanışlıdır. Gözle fark etmek oldukça zordur. Fark görüntüleri bu ayrım için daha çok bilgi verir.

“window” kanallarda renk tablosu kullanarak Konvektif sistemlerin ve Cb bulutlarının görüntülenmesi Kanal IR09 ve IR10

Bu örnekte bulut tepe sıcaklığı –75 °C’ye kadar düşmektedir. Gri ton görüntülemede konvektif sistem ve muhtemel Cb bulutunun gözle farkedilmesi oldukça zordur. IR görüntüye uygun bir renk tablosu ile bulutun yapısı çok daha net bir şekilde görüntülenebilir. Bu örnekte bulut tepe sıcaklığı –75 °C’ye kadar düşmektedir. -75 °C MSG 1, 16 Ekim 2006, 06:30 UTC IR 10.8, Renk Tablosu:ir1-myseven.txt

IR 10.8, Renk Tablosu:ir1-myseven.txt MSG 1, 16 Ekim 2006, 06:30 UTC IR 10.8, Renk Tablosu:ir1-myseven.txt -40 -45 -55 -65 -60

IR 10.8: Farklı Renk Tablosu Sıcaklık –55 °C Renk Tablosu ile bulut yapısı daha net görülüyor MSG 1, 09 Ekim 2006, 22:30 UTC IR 10.8, Renk Tablosu:ir1-myseven.txt

Renk tablosu kullanımına başka bir örnek Kanal IR 12.0. Bu örnekte bulut tepe sıcaklığı –63 °C’ye kadar düşmektedir. -63 °C MSG 1, 11 Ekim 2006, 18:30 UTC IR 12.0, Renk Tablosu:ir1-myseven.txt

MSG 1, 11 Ekim 2006, 18:30 UTC IR 12.0, Renk Tablosu:ir1-myseven.txt

MSG 1, 11 Ekim 2006, 18:30 UTC IR 8.7, Renk Tablosu:ir1-myseven.txt

IR Window Kanal Uygulaması - Konveksiyon 52 IR Window Kanal Uygulaması - Konveksiyon Gri Ölçek IR Renk Tablosu 5 Kasım 2007, 06.00 GMT METEOSAT 9 IR10.8 Görüntüsü. Türkiye’nin Güneybatısında V Şeklinde Fırtına 52

IR Window Kanal Uygulaması - Konveksiyon 53 IR Window Kanal Uygulaması - Konveksiyon Renk Tablosu ile IR Kanalı Kullanarak V-Fırtına Tespiti 5 Kasım 2007, 06.00 GMT METEOSAT 9 IR10.8 Görüntüsü. CA (Soğuk Alan) -72, CWA (Yakın Sıcak Alan) -55, DWA (Uzak Sıcak Alan) -58 °C. V – Fırtına modeli. (Heymsfield & Blackmer 1988). 53

IR 10.8 – Soğuk Halka Şeklinde Fırtına 54 IR 10.8 – Soğuk Halka Şeklinde Fırtına Grayscale IR LUT 25 Ekim 2009, 11.30 GMT METEOSAT 9 IR10.8 görüntüsü. Kıbrıs üzerinde soğuk halka şeklinde fırtına. 54

IR 10.8 – Soğuk Halka Şeklinde Fırtına 55 IR 10.8 – Soğuk Halka Şeklinde Fırtına Grayscale IR LUT 25 Ekim 2009, 11.45 GMT METEOSAT 9 IR10.8 görüntüsü. Kıbrıs üzerinde soğuk halka şeklinde fırtına. 55

IR Window Kanal Uygulaması - Konveksiyon 56 IR Window Kanal Uygulaması - Konveksiyon Grayscale IR LUT 26 Mart 2007, 11.45 GMT METEOSAT 9 IR10.8 görüntüsü. Suudi Arabistan üzerinde squall line. 56

Kanal Farkı Uygulaması – Kum Fırtınası 57 Kanal Farkı Uygulaması – Kum Fırtınası A C B BT8.7 – BT10.8 = +1 °K kumlu alanlarda Orta Doğu üzerinde kum fırtınası, MSG2 25 Haziran 2007 18:45 UTC. A IR8.7, B IR10.8, C IR8.7 ile IR10.8 sıcaklık farkı 57

Kanal Farkı Uygulaması – SO2 salınımı 58 Kanal Farkı Uygulaması – SO2 salınımı BT8.7 – BT10.8 = +1 °K at sandy areas Jebel At Tair yanardağından SO2 salınımı MSG-2, 30 Eylül 2007, 15:00 IR8.7 ile IR10.8 sıcaklık farkı. 58

Kanal 9.7 ve Kanal 13.4 Kanal IR9.7 Ozon kanalıdır. 100 hPa nın üzerinde önemli miktarda sinyal alır. Toplam Ozon bütçesi hesaplamalarında kullanılır. Kanal 13.4 Karbondioksit kanalıdır. Bu özelliklerini dışında “window” kanallarının görüntülerine benzer bir görüntüye sahitirler.

Kanal 9.7 ve Kanal 13.4 Kanal 08: 9.7  Kanal 11: 13.4  Güneş Radyasyonu Yer Radyasyonu Watt/ m2 ve mikron Ozon CO2 Subuharı Dalga boyu (mikron)

MSG 1, 16 Ekim 2006, 11:00 UTC IR 9.7

MSG 1, 16 Ekim 2006, 11:00 UTC IR 13.4