به گزارش خبرنگار فناوری اطلاعات خبرگزاری فارس، با ظهور فناوری فضایی، تحولات شگرفی در علم هواشناسی رخ داد و دامنه کاربرد آن فراگیرتر شد و در دنیای امروز بسیاری از علوم مانند توریسم، کشاورزی، بهداشت عمومی، انرژی‌های نو، ترابری دریایی، هوایی و جاده‌ای، ورزش، شهرسازی، صنعت، پیش بینی و مدیریت بلایا و دیگر علوم نیازمند هواشناسی ماهواره ای هستند.

در حال حاضر به غیر از بسیاری از ماهواره های در مدار پایین و مدار میانی که کاربرد هواشناسی دارند، ۴۰ ماهواره در مدار زمین آهنگ در ارتفاع حدود ۳۶۰۰۰ کیلومتر از سطح زمین به طور مستمر وضعیت آب و هوایی کره زمین را پایش می کنند و همراه با ایستگاه های هواشناسی، در مجموع انبوهی از داده ها را در اختیار ما قرار می دهند.

*استفاده از داده های سنجش از راه دور در بخش هواشناسی

در سطح جهانی در حدود ۱۲ درصد از داده ها و محصولات با ارزش افزوده سنجش از دور در بخش هواشناسی مورد استفاده قرار می گیرد. حجم عظیم داده‌های ماهواره‌ای مورد استفاده در این بخش خود موجب توسعه مراکز داده، توسعه ابررایانه ها و رایانش ابری شده است.

از جمله کاربردهای فناوری فضایی در این حوزه همچنین می توان به موضوعات مرتبط با پایش کیفیت هوا در کلان شهرها، پایش طوفان های گرد و غبار و مطالعات تغییر اقلیم اشاره است، موضوعاتی که جزو چالش های امروز کشورمان نیز است.

حضور بخش خصوصی و کسب و کارهای نوپا در این حوزه و ورود آنها به زمینه های کاربردی هواشناسی ماهواره ای از جمله در حوزه های کشاورزی، مدیریت بحران های مرتبط با هوا، پایش آلاینده های جوی، پیش بینی های جوی، برف سنجی و منابع آب، هم به توسعه پایدار در کشور کمک خواهد کرد و هم موجب ارتقا سطح دانش و اقتصاد این حوزه تخصصی در کشور خواهد شد.

تاکنون متولیان حوزه هواشناسی کشور خدمات بسیاری به جامعه ارائه داده اند و با تعاملاتی که سازمان فضایی ایران نیز با سازمان هواشناسی کشور داشت و با زیرساخت های موجود در هر دو سازمان، توانمند سازی برخی از کسب و کارهای موجود و حمایت از ایجاد و توسعه کسب و کارهای نوین را در برنامه سال جاری خواهیم داشت و امیدواریم با توسعه نرم افزارهای کاربردی برای ارائه خدمات تخصصی هواشناسی، این خدمات نیز در کشور ما شکل گرفته و فراگیر شود.

*ایده استفاده از سامانه‌های پایش هواشناسی زمین در مدار 

برای نخستین بار، ایده استفاده از سامانه‌های پایش هواشناسی زمین در مدار در سال 1946 ارائه شد. سپس در سال‌ 1958، نمونه اولیه ماهواره‌ای موسوم به «ونگارد» طراحی و ساخته شد و یک سال بعد به فضا پرتاب شد. بعد از آن هم ماهواره‌های «اکسپلورر 6 و 7»، حامل برخی از تجهیزاتی آزمایشی بودند که در امور هواشناسی کاربرد داشت.

اما در تاریخ فناوری فضایی جهان، از ماهواره «تایروس 1»، به عنوان نخستین ماهواره هواشناسی جهان یاد می‌شود. این ماهواره در اول آوریل 1960 رهسپار فضا شد و 78 روز به انجام ماموریت پرداخت. این ماهواره نسبت به ماهواره‌های ونگارد و اکسپلورر که پیش از آن به فضا پرتاب شده بودند، عملکرد بسیار موفق‌تر و سودمندی داشت.

ماموریت موفق ماهواره تایروس 1، زمینه را برای آغاز برنامه فضایی «نیمباس» هموار کرد. این برنامه فضایی، پایه و اساس همکاری مشترک ناسا و نوآ را در زمینه طراحی و ساخت ماهواره‌های هواشناسی تشکیل داد که این همکاری تا به این زمان همچنان ادامه دارد.

ماهواره «نیمباس 3»، در سال 1969 به فضا پرتاب شد و این ماهواره نمونه بسیار موفقی از برنامه فضایی نیمباس بود که توانست با جمع‌آوری داده‌های مربوط به دمای لایه ترپوسفر جو زمین از شرق اقیانوس اطلس تا بخش زیادی از اقیانوس آرام، تحول مهمی در پیش‌بینی وضعیت آب و هوا ایجاد کند.

در دهه‌های بعدی با به کارگیری سنجنده‌ها و ابزارهای دقیق‌‌تر در طراحی و ساخت ماهواره‌های هواشناسی و پرتاب آن‌ها به مدارهای قطبی و زمین‌آهنگ زمینه پیشرفت روزافزون فناوری این دسته از ماهواره‌ها فراهم شد.

*شکل‌گیری نخستین ماهواره‌های هواشناسی 

ماهواره‌های هواشناسی را می‌توان نوع خاصی از ماهواره‌های سنجش از دور دانست که با هدف دیده‌بانی شرایط جوی و هواشناسی زمین و اقلیم آن مورد استفاده قرار می‌گیرند. این ماهواره‌ها برای پوشش‌دهی کامل سرتاسر زمین، معمولاً در مدارهای قطبی به گرد زمین می‌چرخند و البته برخی از ماهواره‌های هواشناسی را به مدار زمین‌آهنگ نیز پرتاب می‌کنند.

گستره کاربردهای ماهواره‌‌های هواشناسی بسیار وسیع است. این ماهواره‌ها با استفاده از ابزارها و سنجنده‌هایی که روی آنها نصب شده‌اند، قادر به دیده‌بانی و پایش حرکت ابرها و جریان‌های جوی، آتش‌سوزی‌ها، شکل‌گیری طوفان‌ها، وضعیت یخچال‌ها و آتشفشان‌ها و هرگونه اطلاعات دیگری که بر وضعیت آب و هوای زمین تاثیر دارند، هستند.

بررسی تغییرات پوشش گیاهی زمین، وضعیت دریاها، رنگ اقیانوس‌ها و صفحات یخی معمولاً توسط ماهواره‌های زیست محیطی و سنجش از دور انجام می‌گیرد و مواردی مانند کشف سوراخ لایه ازن در قطب جنوب به واسطه داده‌های ماهواره‌های هواشناسی بوده است.

آمریکا، اتحادیه اروپا، هند، چین، روسیه و ژاپن از پیشتازان صنعت طراحی و ساخت ماهواره‌های هواشناسی در جهان هستند و به ماهواره‌های این کشورها به طور منظم و روزانه تغییرات جوی و اقلیمی زمین را نظارت و دیده‌بانی می‌کنند.

*ماهواره‌های هواشناسی قطبی و زمین‌آهنگ

ماهواره‌های هواشناسی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند. این دسته‌بندی بر اساس مداری است که ماهواره در آن قرار می‌گیرد. ماهواره‌های مدار قطبی و مدار زمین‌آهنگ؛ که ویژگی مداری هر دسته روی ساختار طراحی و مهندسی آن ماهواره تاثیرگذار است.

این دسته از ماهواره‌های هواشناسی در یک مدار دایره‌ای قطبی با شعاع مداری 850 کیلومتر قرار می‌گیرند. معمولاً نوع مدار قطبی که در ماهواره‌های هواشناسی استفاده می‌شود از نوع خورشید آهنگ است. مدار این ماهواره‌ها به گونه‌ای است که در هر روز، دو بار از فراز یک منطقه عبور می‌کنند؛ به گونه‌ای که در هر بار آن منطقه را با شرایط روشنایی یکسان جاروب می‌کنند. وضوح تصاویر این دسته از ماهواره‌های هواشناسی نسبت همتایان زمین‌آهنگ‌شان بالاتر است.

ماهواره‌های سری «نوآ» متعلق به آمریکا، سری «ریسورس» روسیه و «متآپ» اروپا، مهم‌ترین ماهواره‌های هواشناسی قطبی هستند.

این دسته از ماهواره‌های هواشناسی در یک نقطه مداری از مدار زمین‌آهنگ با شعاع مداری حدود 36 هزار کیلومتری مستقر می‌شوند. این ماهواره‌ها به دلیل قرار گرفتن در این ارتفاع و وضعیت ثابت نسبت به زمین، همواره یک نیمکره از زمین را در ساعات مختلف شبانه روز در طول موج مرئی و فروسرخ زیر پوشش می‌گیرند.

ماهواره‌های «الکترو ـ ال» روسیه، «جی.اُ.ای.اس» آمریکا و «متئوست» اروپا، نمونه‌های مهمی از ماهواره‌های هواشناسی زمین‌آهنگ به شمار می‌روند.

*کاربرد فناوری فضایی در هواشناسی

با توسعه صنعت فضایی، فناوریهای وابسته به آن نیز توسعه چشمگیری داشته اند. بر همین اساس در زمینه های مختلف، کاربردهای متنوع و مفیدی در حوزه های مختلف از جمله در هوا و اقلیم شناسی برای جوامع شکل گرفته است و انسانها تا حدود زیادی وابسته به این تکنولوژی‌ها شده‌اند.

پس از کاربردهای نظامی، اولین کاربرد تکنولوژی فضایی و ماهواره ای در زمینه مشاهدات و مطالعات هواشناسی بوده است. بنحوی که  نخستین ماهواره هواشناسی، ماهواره Tiros بود که در سال ۱۹۶۰  و پس از آن  Nimbus  و Itos با هدف مطالعات هواشناسی در مدار قرار گرفتند. ارسال تصاویر در باند های مرئی و مادون قرمز در بررسی ابرها و پدیده های جوی بسیار مفید بود. این ماهواره ها با سنجش دمای هوا، دمای زمین، سرعت باد و حرکت ابرها هوا و اقلیم شناسان را در پیش بینی وضعیت هوا و اقلیم در دوره های زمانی کوتاه مدت تا طولانی مدت یاری می دهند.

توسعه تکنولوژی‌های کامپیوتری و فناوری اطلاعات ، الکترونیک، مخابرات تلفیق علوم پایه با این تکنولوژی‌ها، امروزه دانش و صنعت فضایی به یک تکنولوژی کارآمد و مفید برای مردم و جوامع تبدیل شده است.

کاربردهای فناوری فضایی در هواشناسی شامل اندازه گیری پارامترهای کمی و کیفی، پایش پدیده ها و مدیریت بحران است.

تصویر هوایی از طوفان فلورانس

*کاربرد فناوری فضایی در اندازه گیری پارامترهای کمی و کیفی

یکی از کاربرد فناوری فضایی در اندازه گیری پارامترهای کمی و کیفی است که از طریق شناسایی انواع منابع  بارشی از جمله باران، برف، تگرگ و رگبار و ارزیابی کمی و کیفی پارامترهای اتمسفری شامل بخار آب، دمای لایه های جو، پایش گرمایش زمین، گرد و غبار و هواویزها، پایش آلودگی هوا، ازن، وسعت، ضخامت و ارتفاع و حجم قابل بارش  ابرها و رطوبت و دمای خاک از جمله کاربردهای فناوری فضایی در هواشناسی در اندازه گیری پارامترهای کمی و کیفی حاصل می‌شود.

از دیگر کاربردهای فناوری فضایی در هواشناسی، مطالعه و مدل‌سازی فیزیک، شیمی و بیولوژیک جو در سه محور، مدل توزیع فشار، مدل توزیع دما و مدل توزیع بخار آب، مطالعه لایه های جوی تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر، ترموسفر، اگزوسفر و یونوسفر و مطالعات اقیانوس شناسی جریانهای اقیانوسی و ترموگرافی اقیانوس‌ها است.

*کاربرد فناوری فضایی در پایش پدیده ها 

پایش پدیده ها شامل مدل سازی انواع بارش ها، پیش بینی و پایش های پارامترهای اقلیمی، پیش بینی و پایش‌های پارامترهای هواشناسی، مدل‌سازی، پایش و هشدار طوفان‌های فصلی و جبهه ای و مدلسازی باد و جریان‌های موقت، دائمی و فصلی هوا از دیگر کاربردهای فناوری فضایی در هواشناسی است.

*کاربرد فناوری فضایی در مدیریت بحران

مدیریت بحران یکی دیگر از کاربرد فناوری فضایی در هواشناسی است. از این طریق پیش بینی و هشدار طوفان ها و مدیریت امداد امکان پذیر می شود. این پیش بینی شامل اطلاعاتی از منشاء طوفان، نوع طوفان، زمان شروع، دوام و زمان اتمام طوفان، شدت طوفان، مسیر طوفان و مناطق تحت تأثیر طوفان، مناطق امن در حوزه تأثیر طوفان و تهیه داده های کمی و کیفی مورد نیاز بحران در تمامی فازها از قبیل پیشگیری، آمادگی، حین بحران و امداد و بازسازی پس از بحران است.

تصویر ناسا از طوفان غبار در خوزستان

هچنین پیش بینی و هشدار سیلاب و مدیریت  امداد نیز امکان پذیر می شود و شناسایی منشاء سیلاب، زمان شروع، دوام و اتمام سیلاب، شدت و وسعت سیلاب، توزیع مکانی و مسیر یابی سیلاب و تهیه داده های کمی و کیفی مورد نیاز بحران در تمامی فازها از قبیل پیشگیری، آمادگی، حین بحران و امداد و بازسازی پس از بحران را شامل می‌شود.

از دیگر کاربرد فناوری فضایی در هواشناسی در مدیریت بحران پایش و پیش بینی و هشدار خشکسالی و مدیریت شناسایی، پیشگیری و برنامه ریزی از طریق شناسایی، مدل‌سازی، پایش، پیش بینی و هشدار است.

انتهای پیام/