Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics) Číslo 18 – vyšlo 4. května, ročník 5 (2007) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

18/2007

Vláček – soustava družic zkoumajících počasí

Jan Pacák

Určitě nikomu z Vás neunikly zprávy Mezivládního výboru pro klimatické změny IPCCIPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change, Mezivládní výbor pro změny klimatu. Byl ustaven v roce 1988 Světovou meteorologickou organizací WMO (World Meteorological Organization) a Programem životního prostředí Společnosti národů UNEP (United Nations Environment Programme) s cílem sledovat problematiku globálních klimatických změn., které byly více či méně úspěšně přebírány i českými médii (viz komentář ČHMÚČHMÚ – Český hydrometeorologický ústav. Ústav vznikl v roce 1920 rozhodnutím ministerské rady Československé republiky, jímž byl vytvořen československý Státní ústav meteorologický. Spojením tohoto ústavu s hydrologií v roce 1954 vznikl dnešní hydrometeorologický ústav. V souvislosti s růstem významu ochrany životního prostředí byl v roce 1967 do ústavu začleněn třetí obor – ochrana čistoty ovzduší. ). Družice, patřící do formace A-Train (Vláček) jsou jedním z nejdokonalejších zařízení pro monitorování počasí. Jejich data jsou volně přístupná a slouží jako podklady pro řadu klimatických analýz.

Počasí – soubor fyzikálních veličin popisující stav atmosféry v daném místě a čase (tlak, teplota, vlhkost vzduchu, oblačnost, ...). Počasí studuje meteorologie, snaží se také o předpověď počasí, tedy na základě znalosti počasí v okolí pozorovaného místa předpovědět vývoj počasí v příštích hodinách, někdy i dnech. Podnebí – neboli klima. Dlouhodobá chrakteristika počasí, opírá se o dlouhodobé průměry teploty (v daném ročním období), srážkové úhrny, atp. Typicky se jedná o průměrování za období několika desítek let, dělají se ale i průměry za 10 000 let. Anglické přísloví: „Podnebí je to co očekáváme, počasí to, co máme“. Aerosol – homogenní směs malých částic v plynu. Částice mohou být kapalné (mlha), nebo pevné (dým). Aerosoly se do atmosféry uvolňují jak přirozeně (během sopečné činnosti, požárů lesů), tak i působením člověka (spalováním fosilních paliv). Množství aerosolů v atmosféře má vliv na globální ochlazování (na aerosolech je rozptylováno sluneční světlo).

Vláček

Jedním z hlavních zdrojů informací je tzv. A-Train, tedy sled dnes již pěti družic, které nesou přístroje sledující určitou část atmosféry. Postupně tak nad celou zeměkoulí prolétají družice Aqua, CloudSat, CALIPSO, PARASOL a Aura. V budoucnosti je počítáno s šestou družicí OCO. Družice létají téměř na shodné polární dráze, poslední družice je o 8 minut opožděna za družicí první. Pozice družic a jejich úkoly shrnuje následující tabulka:

Družice	Poloha	Úkol	Start
Aqua	první družice z celého „vláčku“	Studium globálního klimatu se zaměřením na vodu ve všech třech skupenstvích na povrchu i v atmosféře.	4. 5. 2002
CloudSat	družice je opožděná za Aquou 30 sekund až 2 minuty, udržuje formaci s CALIPSO	Radar na frekvenci 94 GHz zkoumající výškové profily mraků, detekce srážkové oblačnosti, detekce sněhových bouří z vesmíru.	28. 4. 2006
CALIPSO	opožděná max. 15 sekund za CloudSatem, provádí současné měření s Aqua, drží pevně formaci	Na palubě družice je lidarLIDAR – Light-Imaging Detection and Ranging, detekce a určování vzdálenosti za pomoci laseru. Jde o metodu zjišťování vzdálenosti a vlastností objektu na základě analýzy rozptýleného světla laseru. Analogií v rádiovém oboru jsou radary. Vzdálenost objektu se určí z časové prodlevy odraženého signálu. Lidary se využívají hojně v geologii, seismologii a při sledování vlastností atmosféry. umožňující měřit výškový profil aerosolů v atmosféře, detekovat obtížně viditelnou troposférickou oblačnost a polární stratosférickou oblačnost.	28. 4. 2006
PARASOL	družice je opožděná za CALIPSEM o 1 minutu	Přístroj studuje polarizaci světla rozptýleného aerosoly. Cílem je odlišit aerosoly umělé od přírodních.	18. 12. 2004
Aura	opožděná o 5 min za PARASOLEM, provádí současné měření s Aqua, drží pevně formaci	Přístroje sledují chemické složení atmosféry se zaměřením na plyny znečišťující atmosféru a plyny způsobující skleníkový efekt. Cílem je dynamika znečištění  a studium ozonu.	15. 7. 2004

Družice pro meteorology a klimatology poskytují třetí rozměr obrázkům získaných ze satelitů snímkujících oblačnost. Na obrázku je vidět průřez hurikánu Ileana, pohled svrchu je z družice GEOS, řez AB je pak z družice CloudSat, která je schopná radarově zjišťovat výškový profil mraků.

Družice jsou na polárních drahách a během dne jsou tak schopny přeletět několikrát zemský povrch. Pro představu je připojen obrázek trajektorie družice CALIPSO (a tím i celé formace) nad povrchem. Data z družice CALIPSO jsou volně dostupná, a tak můžete najít poměrně zajímavé profily oblačnosti některých neobvyklých meteorologických útvarů.

Družice OCO

Posledním přírůstkem do rodiny meteorologických družic bude OCO. Mělo by jít o družici měřící koncentraci oxidu uhličitého v atmosféře. Družice by tak měla poskytnout přesnější představu o vlivu člověka na koncentraci oxidu uhličitého v atmosféře měla by pomoci vytvořit lepší představu o vlivu koncentrace tohoto skleníkového plynu na globální oteplování.

Družice o hmotnosti 530 kg má plánovaný start na září 2008. Koncentrace oxidu uhličitého se bude měřit ze spekter odraženého světla pomocí tří mřížkových spektrometrů. Spektrometry budou používat jeden dalekohled o průměru 11 cm a ohnisku od 17 cm do 21 cm (dle kanálu). Spektrometr bude pracovat v blízkém infračerveném oboru. Schéma spektrometru je na následujícím obrázku.

Závěr

Co vlastně znamenají jednotlivé názvy družic? Aqua je latinským názvem pro vodu a symbolizuje, že tato družice NASANASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen prezidentem Eisenhowerem 29. července 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších. je specializovaná na výzkum vody ve všech podobách. CloudSat je zkratkou z anglického „Cloud Satellite“, což znamená „Družice pro výzkum oblaků“. Jde opět o misi NASANASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen prezidentem Eisenhowerem 29. července 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších., jejímž hlavním přístrojem je radar, který získává výškový profil oblačnosti. CALIPSO je zkratkou z „Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation“, což znamená „Průkopnická družice pro sledování aerosolůAerosol – homogenní směs malých částic v plynu. Částice mohou být kapalné (mlha), nebo pevné (dým). Aerosoly se do atmosféry uvolňují jak přirozeně (během sopečné činnosti, požárů lesů), tak i působením člověka (spalováním fosilních paliv). Množství aerosolů v atmosféře má vliv na globální ochlazování (na aerosolech je rozptylováno sluneční světlo). v mracích za pomoci lidaruLIDAR – Light-Imaging Detection and Ranging, detekce a určování vzdálenosti za pomoci laseru. Jde o metodu zjišťování vzdálenosti a vlastností objektu na základě analýzy rozptýleného světla laseru. Analogií v rádiovém oboru jsou radary. Vzdálenost objektu se určí z časové prodlevy odraženého signálu. Lidary se využívají hojně v geologii, seismologii a při sledování vlastností atmosféry. a IR záření“. Opět jde o družici NASANASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen prezidentem Eisenhowerem 29. července 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších.. PARASOL je družicí Francouzské kosmické agentury CNESCNES – Centre National d’Etudes Spatiales, národní francouzská vesmírná agentura, která má za cíl formovat francouzskou vesmírnou politiku. Založena byla v roce 1961. Zaměstnává 2 400 zaměstnanců z toho je 1 800 inženýrů a vedoucích pracovníků (35 % z tohoto počtu jsou ženy). a název této družice je zkratkou z „Polarization & Anisotropy of Reflectances for Atmospheric Sciences coupled with Observations from a Lidar“. Volný překlad tohoto dlouhého názvu je: „Polarizace a anizotropie odrazů pro výzkum atmosféry spolu s daty z lidaruLIDAR – Light-Imaging Detection and Ranging, detekce a určování vzdálenosti za pomoci laseru. Jde o metodu zjišťování vzdálenosti a vlastností objektu na základě analýzy rozptýleného světla laseru. Analogií v rádiovém oboru jsou radary. Vzdálenost objektu se určí z časové prodlevy odraženého signálu. Lidary se využívají hojně v geologii, seismologii a při sledování vlastností atmosféry.. Poslední již vypuštěnou družicí je Aura. Jde o latinské slovo znamenající vítr nebo vánek. Jde o družici NASA určenou k výzkumu vzdušných vlastností atmosféry, zejména jejího složení (chemické složení, nečistoty, ozón). Název připravované družice OCO znamená „Orbiting Carbon Observatory“ neboli „Obíhající observatoř pro sledování uhlíku“ a úkolem této minidružice NASANASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen prezidentem Eisenhowerem 29. července 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších. je sledování oxidu uhličitého v atmosféře.

Na projektu A-Train se podílí řada zemí světa. Jeho význam především tkví v tom, že jde o soustavu družic, z nichž každá je specializovaná na jiné úkoly. Výsledkem je komplexní výzkum atmosférických jevů. Tím, že jsou družice na obdobné dráze a jedním místem procházejí s několikaminutovým zpožděním, je možné sledovat dynamiku atmosféry a hlouběji pochopit příčinné souvislosti různých dějů a jevů.

Klip týdne: Vláček (A-Train)

 

Vláček (A-Train). Vláček neboli A-Train je formace pěti meteorologických družic na polární dráze, které komplexně sledují atmosféru. Čtyři z družic patří NASA, jedna je produktem francouzské kosmické agentury CNES. Jde o družice Aqua, CloudSat, CALIPSO, PARASOL a Aura. První z družic byla vypuštěna v roce 2002, další dvě v roce 2004 a poslední dvě v roce 2006. V roce 2008 k nim přibude družice OCO. Družice jsou schopny zjišťovat výškový profil oblačnosti, zastoupení vody, oxidu uhličitého, ozónu, aerosolů a dalších komponent atmosféry. Některé jsou vybaveny lidary (laserovými obdobami radarů), k dalším přístrojům samozřejmě patří radar, mřížkový spektrometr a různé analyzátory. Tím, že družice prolétají nad stejným místem, je možné sledovat dynamiku dějů v atmosféře. Zdroj: NASA. (mpg, 9 MB)

Odkazy