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I satelliti meteorologici
Il 1 Aprile 1960 è una data importante per la meteorologia perché fu mandato in orbita il primo satellite meteorologico TIROS1 (Television and Infrared Observation Satellite). Come per altre attività quotidiane, anche per fare le previsioni i satelliti meteorologici sono importantissimi soprattutto per il nowcasting (previsioni a breve e medio termine), ma non solo. Infatti, attualmente sono utilizzati anche per studi climatologici e per l'agricoltura.

Satelliti geostazionari e polari
A secondo dell'altezza rispetto alla superficie terrestre e all'inclinazione rispetto alla fascia equatoriale, i satelliti si distinguono in geostazionari e polari e hanno funzioni complementari nella costituzione di un sistema globale di osservazione meteorologica dallo spazio.
Infatti, il compito dei satelliti geostazionari è quello di assicurare la visione continua dei sistemi nuvolosi, dalla grande scala alla scala dei moti convettivi fra le latitudini di circa 60° N e 60° S. Questi satelliti devono anche fornire informazioni sul vento in quota ai modelli numerici per le previsioni a media e lunga scadenza. Un sistema di cinque satelliti geostazionari, equispaziati intorno all'equatore, è necessario per sorvegliare tutta la fascia delle basse e medie latitudini. La loro orbita (chiamata anche sincrona perché ruotano insieme alla Terra) è quasi circolare intorno alla Terra e sta su un piano che taglia l'equatore. L'altezza di questi satelliti è di circa 36.000 km, cioè 6 volte il raggio della terra. Questa notevole distanza comporta problemi nella reazioni delle immagini perché i segnali trasmessi sono smorzati con il quadrato della distanza, ma, nello stesso tempo, questi satelliti, puntando sempre sulla stessa area, aiutano i meteorologi nelle loro previsioni.
I satelliti polari si muovono lungo un'orbita geosincrona e incrociano l'equatore lungo un'orbita ellittica. Se osservato dalla Terra, un satellite polare, considerato a bassa quota (900-1000 Km), sembra tracciare nel cielo una specie di otto e compare nello stesso punto ogni giorno alla stessa ora. Questi satelliti hanno il compito di completare il campo di osservazione estendendolo alle alte latitudini, effettuare il sondaggio di temperatura e umidità su tutto il globo e osservare la struttura fine dei sistemi nuvolosi. Le orbite polari sono utilizzate per gli studi geologici e ambientali perché i sensori a bordo ispezionano tutte le parti della superficie terrestre.

Osservazioni effettuabili dallo spazio
Le osservazioni possibili con un satellite, utili anche alla meteorologia, si possono riassumere in:
analisi dei sistemi nuvolosi: estensione, forma, tipo, altezza della sommità della nube, contenuto totale di acqua e ghiaccio; profili atmosferici verticali di temperatura, umidità, ozono e altri gas rari; vento alle quote dove sono osservabili nubi adatte a essere considerate traccianti naturali dell'atmosfera; vento medio nei vari strati; temperatura della superficie del mare e stato ondoso; temperatura del terreno; estensione del manto nevoso e dei ghiacciai marini, precipitazioni a grande scala; parametri relativi al bilancio radiativo fra il sistema Terra-atmosfera e lo spazio: albedo e persistenza dei vari tipi di nube, albedo al suolo e sue variazioni stagionali, estensioni dei ghiacciai polari, temperatura del mare e correnti marine, radiazione termica perduta verso lo spazio.

La disponibilità dei dati
In un satellite, i servizi di telecomunicazione per la trasmissione dei dati al suolo
Le frequenze utilizzate da un satellite si trovano nella banda VHF (Very High Frequency; frequenza n (30 ¸ 300 MHz); lunghezza d'onda l (1 ¸ 10 m)) o in quella UHF (Ultra High Frequency; frequenza n (300 ¸ 3000 MHz); lunghezza d'onda l (10 cm ¸ 1 m)).
Le immagini dei satelliti geostazionari hanno generalmente bisogno di essere preelaborate per eliminare le imperfezioni geometriche e radiometriche che sono amplificate, a causa della grande distanza del satellite rispetto alla Terra (il Meteosat si trova a circa 36.000 km dalla superficie terrestre). Ogni satellite geostazionario invia i dati grezzi in tempo reale solamente alla stazione centrale la quale, dopo aver effettuato le elaborazioni, diffonde nuovamente i dati alle stazioni periferiche utilizzando lo stesso satellite come punto di rilancio. Vengono prodotte due tipi di trasmissioni: immagini da trasmettere in forma digitale in tempo quasi reale verso stazioni complesse (PDUS) e immagini da trasmettere in forma analogica in tempo differito verso stazioni meno complesse (SDUS).

La struttura del Meteosat
Il satellite Meteosat è costituito da un corpo cilindrico principale al quale sono applicati sei pannelli solari e un sistema di comunicazione. L'area coperta dall'immagine del Meteosat comprende tutta l'Europa, la parte nord-ovest dell'Oceano Atlantico e il Nord Africa.
Il Meteosat ha una triplice funzione:
produrre immagini accurate della Terra ogni 30 minuti; raccogliere dati ambientali e meteorologici da circa 1000 punti di misurazione (su navi, aerei, boe) e trasmetterli a una stazione centrale; distribuire direttamente le immagini e i dati meteorologici elaborati ad alcune migliaia di stazioni in oltre 130 Paesi. Le immagini sono rilevate da tre bande spettrali:
visibile (VIS: due sensori identici a una lunghezza d'onda 0,4 ¸ 1,1 mm); vapore acqueo (WV: 5,7 ¸ 7,1); infrarosso (IR: 10,5 ¸12,5). Meteosat Second GenerationLa novità principale dei nuovi satelliti Meteosat è che avranno a bordo un nuovo radiometro, il SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and InfraRed Imaging).
Questo rileverà le immagini in 12 differenti canali spettrali (otto per l'infrarosso e quattro per il visibile), con una risoluzione di 3´3 km, tranne che per il canale del visibile ad alta risoluzione, che al SSP (Sub-Satellite Point) avrà una risoluzione di 1´1 km, e per alcuni canali i cui dati sono mediati su aree più grandi . L'intervallo di tempo tra due rilevamenti consecutivi sarà ridotto a 15 minuti.
Sarà possibile ottenere maggiori informazioni sulla velocità del vento, sulla temperatura, sull'instabilità atmosferica e sulle proprietà delle nubi.

Alessia Borroni - Meteo.it