Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

204 KAPITEL 4. BEISPIELE FÜR MISSIONEN
§ 657 TIROS 9 ist der erste Cartwheel Meteorologiesatellit: bei ihm steht, wie bereits bei den
MeteoSats erwähnt, die Spinachse senkrecht auf der Bahnebene, so dass die Spinbewegung
gleichzeitig ein Scannen der Erdoberfläche ermöglicht. TIROS-9 und 10 waren gleichzeitig
auch die Testsatelliten für die zweite Generation von Meteorologie-Satelliten: TOS (TIROS
Operational Satellite [471]) oder ESSA (Environmental Science and Services Administration).
Auch hier ist der Schwerpunkt die Beobachtung der Wolkenbedeckung und der Wettersysteme.
Die Instrumentierung besteht aus dem AVCS (Advanced Vidicon Camera System [506])
mit einem Blickfeld von 1200×1200 km 2 und einem Auflösungsvermögen von 3 km. Die weiteren
Verbesserungen betrafen die technischen Details wie Datenspeicherung und Übertragung
sowie das radiometrische Auflösungsvermögen. Ab TOS 3 (ESSA 3 [518]) wird zur Untersuchung
der Strahlungsbilanz (reflektierte solare Einstrahlung) ein oder mehrere FPRs (Flat
Plate Radiometer [520], 3 kg, 4 W) geflogen (da wird 1966 das begonnen, was die EuMetSat
erst mit der zweiten MeteoSat-Generation angehen wird). Die Serie endet mit TOS 9.
§ 658 Ab 1970 wird von NOAA die Serie als ITOS (Improved TIROS Operational System
[462]) betrieben, der erste Satellit NOAA 1 (auch ITOS-A, ITOS-1 oder TIROS M genannt)
startet Ende 1970; heute wird häufiger die Bezeichnung POES verwendet statt NOAA. Neben
dem Videosystem AVCS [506] und dem Radiometer FPRs wird auf diesen Satelliten eine
Vielzahl anderer Instrumente geflogen, dazu gehören ein Solar Proton Monitor (SPM [576]),
ein einfaches Scanning Radiometer (SR [570]) mit einem Kanal im Sichtbaren und einem im
thermischen Infrarot und ab NOAA 2 auch VHRR (Very High Resolution Radiometer [600],
16 kg, 25 W), mit zwei Spektralbändern und einem Auflösungsvermögen von 0.87 km bei
einer Streifenbreite von 2580 km. 2
§ 659 Die nächste Generation ab TIROS N ist die vierte Generation, sie lebt auch heute
noch mit NOAA 18 als ihrem aktuellsten Vertreter. Hier hat sich der Wettersatellit zum Umweltmonitor
mutiert. Das bereits aus der ITOS-Serie bekannte VHRR wurde zum AVHRR
(Advanced Very High Resolution Radiometer) weiterentwickelt, ein System TVOS (TIROS
Operational Vertical Sounder [589]) von Soundern misst vertikale Profile von Druck, Temperatur
und Wasserdampf von der Erdoberfläche bis zur Oberkante der Atmosphäre, und
der Space Environment Monitor (SEM [577]) misst energiereiche Teilchen über einen weiten
Energiebereich. Außerdem befasst sich ERBE (Earth Radiation Budget Experiment [513])
auf NOAA-9 und NOAA-10 mit der Strahlungsbilanz der Erde.
§ 660 AVHRR (siehe auch § 414) ist in der Abbildungsgeometrie VHRR vergleichbar und
misst in 5 Kanälen; ein panchromatischer Kanal im sichtbaren für die Wolkenbedeckung
(tagsüber) und Oberflächenkartierung, ein Kanal im nahen IR zur Identifikation von Oberflächengewässern
und Vegetation, ein Kanal im atmosphärischen Fenster des IR bei 3.8 µm für
die Temperatur der Meeresoberfläche und zum Nachweis von Feuern, und ein Kanal bei 11 µm
für Meeresoberflächentemperaturen und nächtliche Wolkenbedeckung. Bei den ersten Versionen
des AVHRR ist dieser Kanal doppelt vorhanden (Kalibrierung), bei den späteren Versionen
ist er durch einen Kanal bei 12 µm ersetzt, mit dessen Hilfe Oberflächentemperaturen
und Tag/Nacht-Unterschiede in der Wolkenbedeckung nachgewiesen werden können. Über
das AVHRR gibt es verschiedene gute Dokumentationen, teilweise auch mit Datenbeispielen,
z.B. [308, 309, 637, 638, 705, 710]. Viele Anwendungsbeispiele (auch aktuelle Daten) stellt
die Uni Bern als JPEG-Dateien unter [695] (aktuelle Daten) und [669] (Beispiele für Anwendungen
zu Fragen des global change) zur Verfügung. POES wird im Rahmen von NPOESS
in veränderter Form und in Zusammenarbeit mit dem DoD weiter geführt.
2 Das Grundkonzept von VHRR ist natürlich gar nicht so verschieden von dem von TM oder MSS auf
LandSat, der wesentliche Unterschied liegt im Bodenauflösungsvermögen und in der Streifenbreite: LandSat
ist für Kartographie und Detailklassifizierung gebaut, d.h. das Bodenauflösungsvermögen muss sehr gut sein,
aber die Aufnahmezeit kann recht lang sein, da Berge und Kontinente eher stationär sind. VHRR dagegen
betrachtet globale und relativ schnell veränderliche Prozesse wie Wolken, Wettersystem oder im thermischen
IR Meeresströmungen. Deren Zeitskalen erfordern jedoch eine häufige Bobachtung während ihre räumlichen
Skalen so groß sind, dass ein Auflösungsvermögen im Bereich von einigen zehn Metern übertrieben ist.
2. Juli 2008 c○ M.-B. Kallenrode