Feljton

FELJTON: VREME SUTRA (20)

Koristi od radara i meteoroloških satelita u prognozi vremena

Upotreba radara i meteorologiji počela je odmah posle Drugog svetskog rata i danas se smatra kao nezamenljivo sredstvo u sigurnom otkrivanju i praćenju opasnih vremenskih pojava - oluja

Piše Jakov Lovrić

Osnovni elementi radar­skog uređaja su predajnik, skretnica signala, antena i prijemnik (crtež gore). Po svom izgledu i funkciji, meteoro­loški radar se ne razlikuje od drugih radara. Princip rada je isti: predajnik proiz­vodi signale velike snage i, u vrlo kratkim vremenskim intervalima, šalje ih preko skretnice u antenu. Antena ove signale, u vidu impulsa, odašilje u prostor. Reflekto­vane signale od oblaka i pa­davina prima ista antena i, opet preko skretnice, šalje ih u prijemnik, gde se ovi signali pojačavaju a onda ša­lju na panoramski pokazi­vač i pokazivač daljine-visi­ne.

Jačina reflektovanih signala od oblaka i padavina srazmerna je šestom stepenu prečnika vodenih kapljica od kojih su sačinjeni oblaci i kišne kapi. To znači da se od kapljica dva puta većeg prečnika reflektuju 64 puta jači signali. I upravo na ovoj činjenici radar je našao najveću primenu u otkriva­nju olujnih oblaka, jer ovi oblaci sadrže najkrupnije kapi u samom oblaku, a na­ročito u pljuskovima. Otuda se olujni oblaci mogu da os­motre čak na daljinama do 300 km od položaja radara.

Olujni oblaci na panoram­skom pokazivaču vide se kao svetle mrlje, a kada su povezani sa hladnim fron­tom imaju izgled svetle tra­ke (slika dole). Uzastopnim pra­ćenjem odraza (mrlja) od olujnih oblaka lako se može odrediti njihov pravac i brzina kretanja i njihova evo­lucija. A to je osnova na ko­joj počiva savremena služba upozoravanja na nepogode. Ona je u nekim zemljama čak i automatizovana. Gde to nije slučaj, vrši se ručna obrada signala sa panoramskog pokazivača tako da se određuju veličine i položaji svetlih mrlja. Prema pokazi­vaču daljina-visina određu­je se debljina olujnih obla­ka, odnosno visina vrhova olujnih oblaka. Svakog sata radarski operator preslika­va situaciju na jednu pro­vidnu planšetu. Zapravo, preslikava konture mrlja ­odraza od olujnih oblaka i ucrtava njihove visine. Što je veća visina vrha oblaka, to je oblak opasniji.

Na istom principu zasno­vani su meteorološki avion­ski radari ili višenamenski radari borbenih aviona. Kod ovih radara antena os­matra sektor obično 120° ispred aviona, u pravcu nje­govog leta, i na daljinama oko 50 km. Po položaju od­raza od olujnih oblaka na ekranu radara u pilotskoj kabini, pilot ocenjuje ima li potrebe da menja kurs ili vi­sinu leta u cilju zaobilaže­nja olujnih oblaka i izbegavanja opasnih zona u kojima je turbulentnost vrlo jaka, a time i bacanje aviona.

Za potrebe osmatranja meteoroloških elemenata i pojava koriste se dve vrste meteoroloških satelita: OR­BITALNI i GEOSTACIO­NARNI. Orbitalni se ubacu­ju u manje-više kružnu pu­tanju oko Zemlje, pod većim uglom u odnosu na ekvator­sku ravan. U slučajevima kada je taj ugao tačno 90°, satelit nadleće polove, a ekvator preseca pod uglom od 90°. Orbitalni meteoro­loški sateliti ubacuju se u putanje nagnute prema ek­vatoru za 80° do 110°. Nihove visine kreću se od 900 d0 1.400 km, a vreme jednog obilaska oko Zemlje iznosi od 100 do 110 minuta.

Pošto se Zemlja ispod satelita kreće u istočnom smeru, to se putanja satelita pomera od obrta do obrta za oko 29° dužinskih stepeni u pravcu zapada. To, praktič­no, znači da svakog nared­nog kruga satelit osmatra pojas za oko 29° zapadnije od prethodnog. Iz te slike vidimo da je meteoro­loški satelit tipa TIROS IX u svom prvom obletu oka Zemlje nadletao Island, za­padnu obalu Irske i Afrike. U toku drugog obleta satelit je nadletao područje Atlan­tika od krajnjeg juga do se­vera, a već u trećem obletu zahvatio je Južnu i Severnu Ameriku itd, sve do tri­naestog obleta kada je došlo do poklapanja sa putanjom prvog obleta.

Meteorološki sateliti op­remaju se sa dve do tri TV ­kamere za dnevno svetlo i infracrvene kamere-radio­metre za snimanje oblaka na onoj polovini Zemlje gde vlada noć. Širina trake koja može da bude zahvaćena vidnim poljem ovih kamera iznosi i preko 3.000 km (slika gore). Na ovim satelitima su ugrađeni i drugi uređaji: magnetoskopi za snimanje podataka na magnetne tra­ke, radio-predajnici za pre­daju podataka Zemaljskim stanicama, uređaji za napa­janje električnom energi­jom i orijentaciju satelita i drugi.

Već od sredine šezdesetih godi­na sateliti su imali ugrađene uređaje za automatsku predaju TV i IC snimaka i drugih podataka Zemalj­skim satelitskim stanicama. Ovaj sistem su koristili sate­liti klase TIROS, ESSA, NIMBUS, NOAA i drugi. I najnoviji sateliti zadržali su ovaj sistem, sa nekim modi­fikacijama. Foto-mozaik sa­činjen sa satelita ESSA veo­ma lepo ilustruje jedan škol­ski primer ciklona u kojem je proces spajanja hladnog i toplog fronta već poodma­kao. Na snimku se vidi oblačnost okluzije, top­log i hladnog fronta u vidu širokih i dugačkih traka. Iz­vanredno se lepo vidi Island pokriven snegom. Dalje, sa snimka možemo da vidimo da je u Francuskoj, Belgiji, južnom delu Norveške i Švedske, Irskoj i Engleskoj, sem njenog severnog dela, potpuno vedro vreme. Ko­rišćenjem uzastopnih sni­maka može se sa prilično ve­likom tačnošću odrediti kada će oblačnost i pojave vezane za frontove ciklona na okeanu zahvatiti Irsku i Englesku.

Sa meteoroloških satelita ne snimaju se samo oblačni sistemi. Oni se koriste i za prikupljanje niza drugih podataka, kao što su:

• zračenje Zemljine po­vršine i atmosfere,
• temperature površine mora i okeana,
• visine vrhova oblaka,
• olujne zone na fronto­vima i lokalnog karaktera,
• snežni i ledeni pokriva­či,
• uzburkanost morske i okeanske površine.

Sada je u završnoj fazi globalni svetski sistem meteoroloških satelita. Ovaj sistem se sastoji od pet geo­stacionarnih i dva orbitalna satelita.

Geostacionarni sateliti se ubacuju u kružne putanje oko Zemlje u pravcu zapada i tačno u ravni ekvatora, dakle, pod uglom 0° u odno­su na ekvator. Visina ovih satelita je 35.700 km. Na toj visini sateliti imaju istu uglovnu brzinu kretanja kao i Zemlja oko svoje ose. To znači da geostacionarni sa­telit napravi pun obrt tačno za 24 časa kao i Zemlja. Na taj način za posmatrača sa Zemlje ovi sateliti izgledaju kao i zvezda stajačica, tj. oni su prividno nepokretni, i osmatraju uvek istu ogromnu teritoriju, sa širokougaonim kamerama, čak i ceo Zemalj­ski disk. Time je omogućeno da se osmatranja oluja vrše čak na svakih 15 minuta. Vreme između dva uzastop­na osmatranja sa orbitalnog satelita ne može da bude kraće od 12 časova, tj, moguće je obaviti dva osmatranja u toku 24 časa.

Geostracionarni satelitia koriste mnogo složeniju opremu, a sa TV kamerom mogu da obuhvate ceo zemaljski disk (slika gore). Slika je dosta impresivna: .vidi se čitava Severna Afrika sa Saharom bez oblačka. Kišna zona pomerena je južno od ekvatora. Na severnon delu Atlantika lepo se vidi jedan prostrani ciklon sa veoma izduženim hladnim frontom koji se proteže od jugozapada ka severoistoku. Lepo se vidi da je u istoč­nom Sredozemlju vedro, a delimično i u zapadnom. Primetna je razlika između sivila Sahare i Severne Afri­ke u celini i tamnog dela tropskog pojasa gde preovla­davaju savane i druga vege­tacija.

Do kraja 20. veka treba očekivati dalji značajan na­predak u korišćenju satelit­ske tehnike za osmatranja i to ne samo u globalnim raz­merama. Zajedno sa radio­izveštajima o vremenu za lokalna područja redovno ćemo dobijati TV snimke oblačnosti i tako biti znatno bolje informisani o stanju meteoroloških uslova i prognozi vremena od nekoliko ćasova do sedam do 10 dana. Pri tome se ima u vidu da je Amerika već danas, po ma­sonosti korišćenja i kvali­tetu informacija o vremenu sa meteoroloških satelita, daleko ispred Evrope. Tamo je satelitska meteorologija već prodrla u škole, jer veći­na škola raspolaže specijal­nim prijemnicima za prijem slika o oblacima posred­stvom satelita.

(Kraj feljtona Vreme sutra)

.......

Natura Online (16.9.2009)