Het afgelopen weekend circuleerden wereldwijd op de sociale media nogal wat foto's van een bijzonder schouwspel. Er was namelijk een 'treintje' met lichtpuntjes te zien die langs de hemel gleed. Ook in Nederland was dit te zien. Het mysterie was al snel opgelost want het bleek om een serie recent gelanceerde communicatiesatellieten te gaan van SpaceX, het bedrijf van Elon Musk. Meer hierover lees je in het artikel van RTL Nieuws. In deze blog gaan we niet verder in op communicatiesatellieten, maar wel op de satellieten die het weer- en klimaat voor ons in de agent houden.
(bron: Twitter)
Het weer observeren
Een satelliet (of kunstmaan) is een object dat met behulp van de zwaartekracht in een een baan om een hemellichaam wordt gehouden. De eerste satelliet die de ruimte in ging was de Russische Spoetnik 1, die op 4 oktober 1957 werd gelanceerd. Sindsdien zijn er duizenden satellieten de ruimte in gegaan, elk met een verschillende taak/doel.
Een klein half jaar na de lancering van de Spoetnik 1 volgde de Amerikaanse satelliet Explorer 1. In die tijd werd het weer alleen vanaf de grond of met behulp van vliegtuigen in de gaten gehouden. maar met de komst van de satelliet werd het vervolgens mogelijk om het weer te observeren vanuit de ruimte. Niet zo gek dus dat een jaar na de Explorer 1 de eerste weersatelliet de ruimte in werd geschoten; de Vanguard 2. Sindsdien heeft de tijd en techniek niet stil gestaan en leveren de huidige generatie weer- en klimaatsatellieten een schat aan informatie over de aarde en haar atmosfeer.
Een van de eerste (zeer scherpe) beelden van de dit jaar gelanceerde GOES-18 (bron: NOAA)
Weermodel
Om een weersverwachting te maken wordt gebruikt gemaakt van verschillende weermodellen. Zo’n weermodel is eigenlijk een simulatie van de atmosfeer. Om zo dicht mogelijk bij de huidige toestand van de atmosfeer, dus de werkelijkheid te komen, zijn meetgegevens nodig. Immers, meten is weten. Voor de input van deze weermodellen wordt gebruik gemaakt van zowel waarnemingen (metingen) vanaf moeder aarde als metingen vanuit de ruimte.
Waarnemingen
Aan de hand van deze weergegevens kan met complexe berekeningen in de toekomst worden gekeken, ofwel een weersverwachting worden gemaakt. De grote hoeveelheid aan meetgegeven wordt verkregen door metingen aan de grond (waarnemingen). Denk daarbij aan weerstations en radarbeelden. Maar ook informatie die wordt verkregen door radiosondes (weerballon), metingen door schepen en vliegtuigen. Tegenwoordig komt een groot deel van de meetgegevens uit de ruimte, van weersatellieten.
Weerwaarnemingen
Camera's en sensoren
Was de weersverwachting vroeger sterk afhankelijk van waarnemingen vanaf de grond, tegenwoordig zijn er veel ogen in de ruimte. Speciale weersatellieten werpen een blik op de atmosfeer en voorzien weermodellen van belangrijke gegevens. Om metingen te doen is een weersatelliet volgebouwd met uiteenlopende sensoren en camera's. Zo kan de toestand van de atmosfeer worden gemeten, detectie van bos- en natuurbranden en het volgen van orkanen. Maar ook luchtkwaliteit wordt in kaart gebracht, evenals bliksemontladingen en rook- en stofontwikkelingen.
Bij Buienradar kun je ook opnamen van een weersatelliet bekijken en wellicht heb je ze ook wel eens in de uitzending van RTL Weer gezien. Dit zijn beelden van een geostationaire satelliet van Eumetsat. 
Weersatelliet Aeolus. Deze (Europese) polaire satelliet werd in 2018 gelanceerd om onderzoek te doen naar de atmosfeer en weersystemen. (bron: ESA)
Belichting
Een camera werkt prima zolang er voldoende licht is. Zo werkt dat ook met satellietbeelden. Wanneer de zon een deel van de aarde beschijnt zijn zogenaamde ‘zichtbaar licht’-beelden te gebruiken. Zodra dit niet het geval is, is het donker en is zwart beeld het resultaat. Om in de nachtelijke uren wel zicht te houden op het weer, wordt gebruik gemaakt van infrarood camera’s. Een infraroodcamera, ook wel warmtecamera genoemd kan temperatuurverschillen waarnemen. Hierdoor kan een infraroodcamera onderscheid maken tussen bewolking en opklaringen. Wolken zijn meestal kouder dan het aardoppervlak en zijn daarom te ‘zien’ op een IR-foto, ook wanneer het donker is.
Zichtbaarlicht-beeld (22-08-2022 12:0 uur)
Infraroodbeeld (22-08-2022 12:00 uur)
36000 km hoogte
Satellieten bevinden zich niet allemaal op dezelfde hoogte en beschrijven ook niet allemaal dezelfde baan. De geostationaire weersatelliet (bijvoorbeeld de Europese MetetoSat) bevindt zich op 36000 km hoogte (boven de evenaar) en beschrijft in 24 uur een volledige cirkelvormige baan rond de aarde. Door deze omloopsnelheid blijft de positie t.o.v. één punt op aarde onveranderd. Deze weersatellieten zijn op diverse punten t.o.v. de evenaar gesitueerd waardoor ze atmosfeer rond de gehele aarde in beeld brengen. Meerdere beelden achter elkaar levert een animatie op. Er is frequent beeld beschikbaar, maar een nadeel is dat ze door de kromming van de aarde minder goed beeld geven van wat er rond de poolgebieden gebeurt. Door de enorme afstand tot de aarde is de resolutie van het beeld ook minder hoog, dan die van de zogenaamde polaire satellieten.
Scherper beeld
De polaire satelliet beschrijft een baan rond de aarde van pool tot pool, op ‘slechts’ 800-850 km hoogte. Doordat de satelliet zich relatief dicht bij de aarde bevindt is de resolutie van de beelden zeer hoog. Er kleeft echter ook een nadeel aan de polaire satelliet. Doordat de aarde onder de satelliet doordraait vliegt de satelliet steeds over een ander deel van de aarde. De frequentie van van beeldmateriaal is erg laag. Slechts tweemaal per dag komt een dergelijke satelliet (met een gang van 27.000 km/u) over Nederland. De satelliet scant voortdurend een andere strook van het aardoppervlak onder zich af. Vanwege de steeds veranderende invalshoek zijn de beelden van deze satellieten niet geschikt voor animaties.
Scherp beeld van een polaire satelliet 21-08-2022 (bron: NASA)
Geostationaire en polaire satellieten
Met een weersatelliet kan veel meer informatie worden vergaard, dan alleen foto’s. Bijvoorbeeld boven de oceanen en zeeën, waar weinig grondwaarnemingen zijn, kunnen tijdens wolkeloze situaties de windkracht worden herleid aan de ruwheid van het water. Ook is de luchtkwaliteit wereldwijd te meten evenals de temperatuurveranderingen op aarde.
