Торнадо у прямому ефірi

 https://universemagazine.com/wp-content/uploads/2018/10/zaglushka-e1538748301621.png
Михайло Савенець
Кандидат географічних наук, старший науковий співробітник відділу моніторингу атмосфери (Український гідрометеорологічний інститут ДСНС України та НАН України)

Запуск першого метеорологічного супутника відбувся 1960 року (TIROS-1). На той час ідеї щодо використання супутникових даних у прогнозах погоди викликали радше критику та скепсис.

Перший метеознімок Землі з космосу. Джерело: NASA

Проте перші зображення хмар над США, отримані з TIROS-1, просторове охоплення та можливість побачити різні системи хмарності здійснили справжню революцію, що дало поштовх до створення низки програм та проєктів із супутникового моніторингу атмосфери. Сьогодні супутникові дані є неодмінною частиною дослідження клімату, складу атмосфери та різних погодних явищ, а численні геостаціонарні та полярно-орбітальні супутники дають неперервну глобальну картину стану атмосфери. За кількістю метеорологічних супутників, різноманітністю спостережень та об’ємом даних Сполучені Штати та Європа вирвалися вперед завдяки діяльності NASA, NOAA, ESA та EUMETSAT. Також не стоять осторонь Китай, Індія, Росія, Японія та інші країни, що мають власні апарати моніторингу погоди.

Попри розвиток супутникових технологій і значне просторове охоплення, роль супутникових даних у прогнозах погоди поки залишається допоміжною. Інформація з супутників поєднується з іншими метеорологічними даними та здебільшого використовується у трьох основних напрямах:

  • для надкороткострокових прогнозів із завчасністю до 12 годин (наприклад, ураганів, злив, паводків тощо);
  • як вхідна інформація до чисельних моделей прогнозу погоди;
  • для моніторингу вже прогнозованих умов.

Сучасним прогнозам погоди потрібна інформація про погодні умови у віддалених регіонах і на територіях з малою кількістю наземних метеорологічних станцій. Супутники забезпечують глобальність покриття та дають змогу отримати дані у межах важливого під час прогнозів синоптичного масштабу, відстежуючи рух хмарних систем, циклонів і струминних течій, профілі температури та інші метеорологічні величини в атмосфері тощо. Складним залишається аналіз в умовах наявності конвективної хмарності, хоча останнім часом у цьому напрямі відбувся значний прогрес завдяки комбінуванню супутникових даних і моделювання. Водночас термінове реагування на більшість екстремальних метеорологічних явищ неможливе без інформації з супутників та сприяє не лише збереженню життя населення, але й запобіганню значної матеріальної шкоди.

Ураган «Доріан» над Атлантикою. Джерело: NASA

Останнім часом більшість екстремальних метеорологічних умов і явищ, які спричиняють великі економічні втрати, добре відслідковуються завдяки супутниковим спостереженням і зазвичай прогнозуються. Зокрема, під час сезону ураганів 2019 року завдяки цим даним вдалося простежити увесь шлях тропічних циклонів від зародження до руйнування, а комбінування з даними моделювання дозволили детально вивчити структуру та характеристики ураганів, спрогнозувати з точністю до годин час надходження стихії та провести необхідні заходи з підготовки й евакуації населення.

За останній рік супутники дозволили побачити численні лісові пожежі не лише у видимому спектрі (за поширенням диму), але й у багатьох діапазонах поглинання випромінювання різними речовинами-забруднювачами, що потрапляють у повітря під час горіння біомаси. Поєднання супутникових даних температури поверхні та хімічних складових атмосфери допомогло встановити причини пожеж у Бразилії та Росії, більшість із яких сталася з вини людини через спалювання трави на сільськогосподарських угіддях.

Поширення диму від лісових пожеж у Бразилії. Знімок зроблений 13 серпня 2019 року. Джерело: NASA

Від лісових пожеж, вивержень вулканів, пішаних бур у пустелях в атмосферу надходить велика кількість аерозолів, що суттєво погіршують видимість. Сучасні метеорологічні апарати дозволяють відстежувати перенесення аерозольних хмар, а отримана інформація може використовуватися для коректування авіаційних маршрутів.

Наша країна не має власного метеорологічного супутника, проте українські фахівці інтегровані у сучасні процеси розвитку космічних технологій і активно співпрацюють із міжнародними організаціями, що забезпечують супутникове зондування. З метою покращення якості прогнозів погоди створена система приймання супутникових даних, оновлення яких відбувається кілька разів на годину. Це дає можливість отримувати зображення атмосфери та земної поверхні у різних спектральних діапазонах як із геостаціонарних супутників (наприклад, MSG), так і з полярно-орбітальних (NOAA, METOP). Такі зображення є у відкритому доступі на сайті Українського гідрометеорологічного інституту (https://uhmi.org.ua/sat_img/index.php). Український гідрометцентр використовує в оперативній роботі й забезпечує відкритий доступ до супутникових знімків хмарності та її руху над територією України (https://meteo.gov.ua/ua/33345/satellite). Інформація надходить в інфрачервоному каналі з супутників METEOSAT і оновлюється кожні 15 хвилин.

Комбіноване зображення різних типів повітряних мас у режимі реального часу. Джерело: uhmi.org.ua

Розвиток супутникової метеорології спрямований у першу чергу на якомога більш завчасне оповіщення та попередження населення про будь-які небезпечні метеорологічні явища. Насамперед ідеться про вдосконалення чутливості сенсорів для отримання точніших та якісніших даних, що дозволить оптимально інтегрувати їх у прогнози погоди. Зберігається також тенденція до поліпшення просторової деталізації. Викликом стає збереження терабайтів щоденних даних і створення історичних архівів усіх можливих метеорологічних характеристик, що дасть можливість краще зрозуміти складну, майже хаотичну взаємодію процесів кліматоутворення.