Olika typer av satelliter - Geostationära och polära satelliter

Det finns två huvudtyper av satelliter som används för jordobservationer (Earth Observation, EO): de geostationära som ligger i en hög bana över ekvatorn och roterar runt jorden ett varv varje dygn och därmed mäter över samma område hela tiden, och de polära satelliterna som cirkulerar mycket närmare jorden via polerna. SMHI tar emot data främst från europeiska (från EUMETSAT/ESA) och amerikanska (från NOAA/NASA) satelliter.

Geostationära vädersatelliter

Geostationära satelliter är placerade över ekvatorn på ca 36 000 km höjd och roterar med jorden. De ger hela tiden data som täcker samma vy, till exempel hela Europa. Fördelen med en geostationär satellit är att den levererar täta uppdateringar och bilder över samma område dygnet runt.

Men eftersom satelliten mäter från en punkt ovanför ekvatorn får bilderna sämre upplösning längre norrut. Det är en nackdel för användare närmare polerna, på högre breddgrader, som för Sverige och Skandinavien.

Polära vädersatelliter

De polära satelliterna ger oss data och bilder med hög kvalitet över Skandinavien.

En polär satellit cirkulerar runt jorden via polerna och scannar av jorden i ett ca 3000 km brett område under satelliten. De vädersatelliter vi använder på SMHI befinner sig typiskt runt 800-850 km upp och gör ett varv runt jorden på ungefär 100 minuter. För varje varv satelliten går runt jorden, hinner jorden snurra ungefär 25 grader. Därför får man olika vyer för varje varv.

Bilder över Norden åtta gånger per dag

Då satelliten passerar polerna vid varje varv så ökar täckningen i tid ju närmare man kommer polerna. Det gör att vi i Sverige och särskilt norra Sverige, kan använda de flesta data från ca 8 av de 14 gånger satelliten passerar Nordpolen per dygn. Men hela Sverige syns inte från satelliten vid varje passage. Därför ser bilden över vårt område ibland ut som att den är beskuren. 

Animation över detaljerade polära satellitbilder från satellittjänsten på smhi.se. Hela Sverige syns inte från satelliten vid varje passage. Därför ser bilden över vårt område ibland ut att vara beskuren.

Data från satelliterna

Data från de geostationära satelliterna tas emot på markstationer av de organisationer som opererar satelliterna, till exempel EUMETSAT för de europeiska satelliterna. Data skickas sedan till SMHI via DVB (kommunikationslänk).

Data från de polära satelliterna tar SMHI emot direkt via sin egen antenn i Norrköping när satelliten passerar. Antennen tar emot data från amerikanska och europeiska satelliter (Metop, NOAA, Suomi-NPP samt EOS-Terra och EOS-Aqua). Genom att ta emot data direkt på detta sätt får SMHI tillgång till data bara inom några få minuter efter att satelliten har gjort sina mätningar.

Geostationära satellitprogram

EUMETSAT är den europeiska organisationen för meteorologiska satelliter. De opererar både geostationära och polära satelliter. De geostationära satelliterna kallas Meteosat, där den andra och tredje generationens satelliter är aktuella.

SMHI använder data från satelliterna Meteosat-10 och -11, som ingår i den andra generationens Meteosat-satelliter (MSG, Meteosat Second Generation) och täcker Europa. Från Meteosat-10 levereras bilder var femte minut och från Meteosat-11 var femtonde minut. Meteosat-9 fungerar som backup för Meteosat-10 och 11.

Satellitbild över Europa och Nordafrika där moln täcker stora delar av Europa.
Översiktsbild från Meteosat-11 från 2021-01-21 12:30 CET. Bilden här är en sammansättning av två bilder, en (den röda delen i norr) som endast använder infraröda kanaler, och som då är lämplig på natten, och en annan som också använder kanaler i och i närheten av den visuella delen av det elektromagnetiska spektrat och som då är mer lämplig på dagen. Förstora Bild

På Meteosats bildinstrument SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Image) finns 12 kanaler som mäter den passiva strålningen från jorden i båda den visuella och den infraröda delen av det elektromagnetiska spektrum. Med dessa 12 kanaler kan man göra fler sorters färgbilder genom att typiskt kombinera tre kanaler, en kanal för var och en av färgerna röd, grön, och blå.

Mot slutet av 2023 kommer SMHI få regelbunden tillgång till de första data från den första satelliten i tredje generationens Meteosat program (MTG). Det är satelliten MTG-I1 som kommer få namnet Meteosat-12 när EUMETSAT anser den är redo för operationellt bruk.

MTG-I1 har två instrument ombord. FCI (Flexible Combined Imager) kan anses vara efterföljaren till SEVIRI och kommer ge mer detaljerade data både spektralt (flera kanaler), i rummet (högre upplösning på marken) och i tiden (data över hela Meteosat-disken var tionde minut).

Polära satellitprogram

Satellitbild visar Skandinavien som till stora delar är täckt av moln.
Översiktsbild från bildinstrumentet VIIRS på den amerikanska Suomi-NPP satelliten, 2021-01-21 12:28 CET. Förstora Bild

Europas och EUMETSAT:s första egna polära satellit sköts upp på hösten 2006 och kallas Metop-A. Metop-A togs ur drift hösten 2021, efter ca 16 års trogen tjänst. Metop-B sköts upp sommaren 2012 och den sista i denna serie skickades upp 2018 och heter Metop-C. EUMETSAT planerar att skicka upp sin första polära satellit i det nya programmet (EPS-SG) 2025.

2014 skickades satelliten Sentinel-1A upp, den första i det europeiska jordobservationsprogrammet Copernicus. Copernicus är inriktat på att övervaka en lång rad parametrar relevanta för att förstå tillståndet på jorden. Sentinel-programmet som är ett samarbete mellan EU, ESA och EUMETSAT, består i dag av totalt 8 satelliter, som inkluderar radar- och superspektrala mätningar för land-, havs- och atmosfärisk övervakning. SMHI använder data från flera av dessa, t.ex. för att kartlägga is till havs och alger i Östersjön.

Förutom Metop- och Sentinel-satelliterna använder SMHI data från flera polära satelliter, främst från USA. Det senaste programmet med amerikanska satelliter började med Suomi-NPP 2011. 2017 tillkom NOAA-20 och NOAA-21 som är den senaste sköts upp i november 2022.

Förkortningar

Det förekommer många förkortningar och akronymer när man pratar om Satelliter. Det kan vara exempelvis instrument eller samarbetsorganisationer.

  • SEVIRI: Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager
  • VIIRS: Visible and Infrared Radiometer Suite
  • ESA: European Space Agency
  • NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration
  • NASA: National Aeronautics and Space Administration (den civila amerikanska rymdorganisationen)
  • EUMETSAT: European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (Europeiska samarbetsorganisationen för användandet av satelliter för väder, klimat och havstillämpningar, där Sverige är medlem)
  • EPS-SG: EUMETSAT Polar System - Second Generation
  • NPP: National Polar Partnership (Partnerskap mellan NOAA och NASA)