Det kan förekomma fel eller brus i de data som SMHI använder för att skapa bilder och som bland annat visas på smhi.se. Dessa ”störningar” i data kan i sin tur bero på flera orsaker men man kan lite förenklat dela upp orsaken till felen i tre kategorier:
- Problem med sensorn eller instrumentet ombord på satelliten
- Störningar i signalen från satelliten till marken
- Fel i mottagningen och bearbetningen av data hos SMHI
På SMHI används både data från polära och geostationära satelliter. Polära satelliter cirkulerar kring jorden via polerna, medan geostationära satelliter står, sett från jorden, stilla rakt över samma punkt vid ekvatorn.
Problem med sensorn ombord på satelliten
Det är helt normalt att en satellitsensor över åren i rymden blir sliten och att data med tiden blir av sämre kvalité. Men ofta är det endast några få av instrumentets kanaler som blir påverkade så pass mycket att data till sist blir oanvändbara, medan det fortfarande går att dra nytta av övriga kanaler på instrumentet.
Dessa störningar ombord på satelliten är inte något som SMHI kan påverka. Vi fortsätter alltid ta emot data och bearbeta dem så länge som det finns någon användbar information kvar. Det kan till exempel betyda att enskilda bilder från vissa satelliter under perioder kan innehålla brus.
Ett annat problem som kan uppstå är när solen står så att den lyser in i satellitens sensor, direkt eller genom att solljuset reflekteras inne i satelliten och in i själva detektorn. Det innebär att det kan uppstå lite märkliga effekter, oftast att delar av bilden blir omotiverat gula som i exemplet nedan.
Dessa problem med förorening av solljus i sensorn kallas på engelska ”straylight”, alltså strålning (oftast solljus, men det kan också vara IR-strålning från jorden), som har kommit på villovägar och därmed stör ut det som satelliten egentligen ska mäta. När man bygger satelliter försöker man såklart undvika att ovälkommen strålning ska ta sig in i satelliten och sensorn, men ofta går det inte att skydda sig i alla lägen.
På de geostationära Meteosat-satelliterna uppträder straylight runt midnatt endast på våren och hösten när solen står över ekvatorn, precis som satelliten, och då lyser direkt mot sensorn. På sommaren och vintern står solen för långt norrut eller söderut från ekvator för att vara ett problem, och under dagen står solen bakom satelliten.
Störningar i signalen från satelliten till marken
På SMHI i Norrköping finns ett antal antenner för att ta emot data från både de polära satelliterna och de geostationära (Meteosat). Data som SMHI använder från polära satelliter, tas i de flesta fallen emot direkt från satelliten medan den passerar över Norrköping .
Data från Meteosat-satelliterna och en mängd data från många andra satelliter tas i första hand emot från en kommunikationssatellit som står över ekvatorn. För båda typerna av mottagning gäller att det inte får finnas fysiska hinder, till exempel i form av höga byggnader eller kraftig nederbörd, mellan satelliten och antennen.
Motsvarande krävs för en felfri mottagning; det får inte finns aktiva sändare av elektromagnetiska signaler i närheten i de frekvensband som används för mottagning. Skulle denna luftburna mottagningen av olika anledningar fallera, finns det även en markbaserat mottagning som används som back-up.
För mottagning i Norrköping av data via satellit över ekvatorn krävs att antennen måste peka nästan horisontellt. Då går signalen en extra lång väg genom atmosfären och då signalen dämpas i atmosfären, särskilt om det finns regn eller annan nederbörd i vägen, kan ett nederbördsområde söder om Norrköping skapa problem för mottagningen.
Medan kraftig nederbörd i form av regn, hagel eller snö kan störa ut mottagningen av Meteosat-data (och övrig data hämtat via kommunikationssatellit), är nederbörd inget problem i praxis vad gäller direktmottagning av polära satellitdata.
Vid direktmottagning där antennen följer satellitens bana över himlavalvet är den period där antennen pekar mot horisonten relativt liten, och därmed är signalens väg genom atmosfären under det mesta av mottagningen mycket kort. Däremot kan mobilsändare och annan elektromagnetisk strålning i närheten av Norrköping vara ett bekymmer, och resultera i utfall av data (till exempel tomma linjer i bilden).
Fel i mottagning och bearbetning av data på SMHI
När signalen från satelliten tas emot på SMHI ska den förstärkas eller dämpas, omvandlas till en digital dataström, fel-korrigeras och sedan bearbetas till användbara data. Detta görs med olika specialiserad hårdvara och mjukvara.
Det händer att det går fel på vägen och att delar av den elektroniska utrustningen måste bytas ut eller repareras. Nedan ses ett exempel där SMHI hade problem med en mottagare som påverkade data från de polära EUMETSAT-satelliterna vid namn Metop-A, Metop-B och Metop-C.
När data tas emot direkt från polära satelliter följer antennen satelliten från att den dyker upp över horisonten tills den försvinner ner igen. Precis i närheten av horisonten är förhållandet mellan signal och brus som minst.
Det betyder att data i början och slutet av passagen ibland blir delvis oanvändbara. Detta gör sig tydligast till känna med de satellitpassager som i förväg ligger långt från Norrköping, som till exempel med bilden nedan.
När satelliten passerar nästan i zenit över Norrköping är signalen vanligen som starkast och då är det normalt inte några problem att få fram fullständiga data.
Bilderna från de polära satelliterna är oftast beskurna på olika ledder som synes ovan. Det beror på att satelliterna som cirkulerar runt jorden inte alltid passerar rakt över Sverige, utan ibland vid sidan om.
Alla satellitpassager som tas emot av SMHI är dock viktiga även om inte alla täcker hela Sverige. En passage över Nordsjön kan vara av stort intresse för meteorologerna, medan en passage över Finska viken kan vara av intresse för oceanografernas arbete med iskartering.