Thematic Philately:
Weather monitoring from space

Use translation by Google Translate (no guarantee).

A look at scientific weather observations and their impacts on human activity through the eyes of an experienced thematic philatelist.

Sledování počasí z vesmíru

Počasí zajímá každého z nás, pravda, někoho více a jiného méně. Ovšem není nic příjemného, než když člověka zaskočí nečekaný déšť či dlouhodobé sucho. Proto se zajímáme o předpovědi počasí. K jejich sestavení odborníkům už šedesát let pomáhají data získaná z družic.

Následky počasí, ze kterého člověk nemá žádnou radost.
(Nový Zéland, Poštovní známky - kompetní serie)

Počasí a jeho předpověď nás zajímá hlavně při plánování výletů či dovolené. Neočekávaná průtrž mračen dokáže skazit dovolenou v kterémkoliv místě. Nejčastěji námi sledovanými přírodními jevy jsou déšť či sníh a venkovní teplota.

Zimní dovolená.
(USA, OVS - Otisk výplatního stroje).

Letní dovolená,
(USA, Známkový sešitek).

Nezbytnou výbavou pravého gentlemana je elegantní deštník.
(Belgie, Dopisnice Publibel)

Pláštěnka pro děti.
(Španělsko, Poštovní známka - samolepící)

Na nástrahy počasí musí reagovat například řidiči. Jak víme, řidič by měl (kromě jiného) přizpůsobit svoji rychlost stavu komunikace a povětrnostním podmínkám.

Jezdi pomalu.
(USA, OVS - Otisk výplatního stroje)

Vytvoří-li se na vozovce souvislá vrstva sněhu, ledu či námrazy, lze použít sněhové řetězy.

Sněhové vločky mohou znamenat použití sněhových řetězů.
(Belgie, Poštovní známka; Nizozemí, OVS - Otisk výplatního stroje)

Věda zabývající se studiem atmosféry se nazývá meteorologie. Studuje její složení, stavbu, vlastnosti, jevy a děje v ní probíhající, například počasí. Meteorologie je považována za část fyziky, proto je často chápána jako „fyzika atmosféry“.

Poznatky z oboru meteorologie jsou důležité zejména v letectví. V moderních letounech pomáhají nástrahy počasí pilotům řešit speciální systémy, které vyhodnocují údaje z mnoha čidel.

Větrný rukáv-pomůcku pro stanovení směru a částečně i síly větru je osazen na každém letišti

První přístrojová měření se prováděla ve francouzském městě Clermont Ferrand v roce 1649. První meteorologická síť stanic pak vznikla v Toskánsku v roce 1652. V letech 1719-1720 se v Zákupech u České Lípy provádělo měření meteorologických vlivů. Pražské Klementinum svá měření provádí od roku 1752 a je nejstarší stanicí u nás.

V minulém století vzrostl význam meteorologie v souvislosti s potřebou zajistit dobré podmínky pro přesuny armád a loďstev, což znamenalo vyvinout postupy pro zmapování pohybu hlavně mořských bouří.

dopis odeslaný příslušníkem 22. perutě monitorující počasí z Miami, razítko americké vojenské pošty 1945, cenzurováno

Důležitým oborem, který je závislý na klimatických podmínkách je zemědělství, které nám poskytuje produkty pro obživu. Rostliny a plody bez správných podmínek, zejména přísunu vláhy, zemědělci nevypěstují.

služební obálka amerického ministerstva zemědělství – meteorologický odbor

Pro pořizování a sběr meteorologických dat se využívají meteorologické stanice. Na typické profesionální stanici se měří teplota vzduchu (maximální, minimální teplota, minimální teplota ve výšce 5 cm a 2 m nad zemí), vlhkost vzduchu (ve výšce 2 m nad zemí), směr a rychlost větru (ve výšce 10 metrů nad zemí), množství vodních srážek, množství napadaného sněhu, určuje se množství oblačnosti a pozorují se další meteorologické jevy (bouřky, mlha, jinovatka, náledí, námraza, rosa apod.).

Srážkoměr (ombrometr) je přístroj používaný k měření srážkových úhrnů.

Anemometr (z řeckého anemos = vítr), větroměr je přístroj pro měření rychlosti proudění anebo rychlosti a směru proudění.

K detekci meteorologických cílů (např. hydrometeory, oblaky, litometeory) byl vyvinut meteorologický radar.

Vysílač meteorologického radaru vysílá elektromagnetické záření, které je po dopadu na cíl zčásti pohlceno a rozptýleno, přičemž část záření se vyzáří zpět k anténě radaru. Pokud je záření přijímačem radaru zachyceno, je zesíleno a následně zpracováno. Na základě rozboru přijatého signálu lze zjistit vertikální a horizontální rozměry oblaku, jeho strukturu, množství vodních kapek a rychlost postupu oblačnosti. Vzhledem k závislosti radarové odrazivosti na velikosti kapek lze vypracovat odhad intenzity a velikosti srážek, ke zpřesnění odhadů se porovnávají s měřeními z pozemních srážkoměrů, takže lze dle příslušných hydrologických modelů zjistit, zda z přívalových či krajinných dešťů hrozí záplavy.

Na našem území jsou v provozu dva meteorologické radary na vrcholech Praha (od r. 1995) v Brdech a Skalky (od r. 1999) u Protivanova na Drahanské vrchovině. Oba radary tvoří národní radiolokační meteorologickou síť CZRAD, která je součástí středoevropské radarové sítě CERAD.

Pro získání nezbytných údajů se také využívají meteorologické balóny. Pro modely vývoje počasí je optimální mít několikrát denně nové hodnoty, nejlépe čtyřikrát denně. Údaje slouží k tvorbě výškových map, jako podklady pro letovou dokumentaci, ale například i pro posouzení rozptylových podmínek kouře z tepelných elektráren.

Pro měření údajů v pásu výšek 40 – 120 km se používají sondážní rakety, které dosahují vrcholu dráhy ve výšce 50 až 1500 km nad Zemí, což je oblast mezi maximální výškou dosažitelnou pro meteorologické balóny (asi 40 km) a minimální výškou pro satelity (asi 120 km).

Sondážní raketa se obvykle skládá z rakety s motorem na tuhé palivo a užitečného, vědeckého, nákladu. Let probíhá po eliptické oběžné dráze protínající povrch Země, s vertikální poloosou. Dosažení vrcholu – apogea – nastává za méně než 30 minut, obvykle mezi 5. až 20. minutou letu. Raketa se po spotřebování paliva v prvním stupni oddělí a odpadne, zatímco náklad pokračuje v letu samostatně a po dosažení apogea a návratu do stratosféry přistane na zemi pomocí padáku.

Sondážní raketa.
(Maďarsko, příležitostní poštovní známka)

Moderní předpovědi počasí využívají rozsáhlých matematických modelů a pokoušejí se stanovit poměrně s vysokou spolehlivostí, jak se bude počasí v následujících dnech vyvíjet. Skutečností ovšem je, že u dlouhodobých předpovědí tato přesnost klesá. Dnes je pro zvýšení přesnosti předpovědi využívána také umělá inteligence a dále jsou používána data, která přinášejí meteorologické družice.

Pokroky člověka v kosmonautice umožnily postupně vysílat družice s nejrůznějším vědeckým zaměřením. Prvního dubna 1960 odstartovala z kosmodromu na floridském mysu Canaveral raketa Thor Able, která na oběžnou dráhu vynesla družici Tiros 1.

Start rakety Thor Able, která vynesla první meteodružici Tiros 1.
(Dominika, příležitostní poštovní známka; Horní Volta (Bourkina Faso), příležitostní poštovní známka)

První z řady Tirosů nesl na palubě dvě kamery, které snímaly obraz ve viditelné a blízké infračervené oblasti spektra.

Během 11 týdnů činnosti první meteorologická družice odeslala vědcům téměř 23 000 snímků Země a to byl jen začátek. Od druhého exempláře měly satelity Tiros na palubě infračervené radiometry, které nejen na dálku měřily teplotu vzduchu i povrchu, ale dodávaly data také o obsahu vodní páry v atmosféře.

30. výročí družice Tiros 1.
(USA, Příležitostní razítko)

Američané byli první, kdo se zkoumáním počasí z vesmíru zabývali, postupně se k nim přidaly jiné kosmické velmoci jako evropská mezivládní organizace Eumetsat, Rusko a další.

Mezi významná data patří: 7. prosinec 1966, kdy byla vypuštěna ATS-1, první geostacionární družice s meteorologickým přístrojovým vybavením, 16. říjen 1975, kdy začala pracovat první operativní ryze meteorologická družice na geostacionární dráze GOES-1, a 23. listopad 1977, tehdy do vesmíru odletěla první evropská geostacionární meteorologická družice Meteosat 1.

Družice Meteosat.
(Francie, FDC - Obálka prvního dne)

Meteorologické družice se dělí podle typu drah na družice polární a geostacionární.

Geostacionární družice, které nedohlédnou na póly, provozuje evropská organizace Eumetsat, jejímž členem je od r. 2005 také ČR (řada Meteosat), USA (ESSA, ITOS, DMSP, NIMBUS, TIROS, SMS, GOES), Japonsko (Himavari), Jižní Korea (Geo-Kompsat), Čína (FY-2, FY-4), Rusko (Elektro-L) a Indie (Insat). Tyto družice obíhají nad rovníkovou rovinou Země ve výšce 38 500 kilometrů. V této výšce se rychlost družice rovná rychlosti rotace Země a družice zůstává stacionární nad určitým bodem na rovníku. Tato oběžná dráha umožňuje, aby družice pozorovala stále stejnou oblast, asi 42 procent zemského povrchu. Globální pokrytí vyžaduje síť pěti až šesti družic.

Meteorologické družice s polární oběžnou drahou provozují Eumetsat (Metop), USA (NOAA), Rusko (Meteor) a Čína (Feng-jün-3). U tohoto typu stačí ke globálnímu pokrytí jedna družice.

Sovětská družice řady Meteor.
(Německá demokratická republika, Aršík)

Družice Nimbus.
(Německo, OVS - Otisk výplatního stroje)

Až tedy usednete k televizi a budete sledovat předpověď počasí, její součástí budou také snímky z družic, které jsou pro meterologické účely používány již 60 let.

Předpověď počasí v podobě, která je nám prezentována např. v rámci TV novin.
(Polsko, Příležitostná obrazová dopisnice)