Eerste beelden nieuwe generatie Meteosat weersatellieten (MSG)

Eumetsat in Darmstadt heeft eind 2002 de eerste zeer gedetailleerde beelden vrijgegeven van de nieuwe generatie Meteosat (MSG-1). De satelliet was op 29 augustus gelanceerd vanaf de basis Kourou in Frans Guyana. De meteorologische wereld heeft reikhalzend uitgekeken naar de resultaten van de tweede generatie Meteosat weersatellieten en de eerste beelden zijn volgens Paul de Valk, die voor het KNMI werkt aan operationele toepassingen van weersatellieten, een grote stap voorwaarts in de satellietmeteorologie.

Meteoroloog Ab Maas van het KNMI wordt lyrisch als hij denkt aan de nieuwe mogelijkheden die de satellieten bieden met name voor waarschuwingen voor extreem weer, maar begrijpt ook de sombere gezichten van zijn technische collega's. "De enorme bulk aan gegevens zal door de lijnen moeten worden gepompt en ergens moeten worden opgeslagen."

MSG is een geostationaire satelliet, die op een afstand van 36000 km van de aarde boven een vast punt staat (0 lengtegraad, 0 breedtegraad). Het gebied dat de METEOSAT observeert is voor iedere opname identiek, een schijf van de aarde die Europa, Afrika en een groot gedeelte van de Atlantische oceaan omvat. Liefst twaalf kanalen gaan elk kwartier gegevens spuien van onze atmosfeer. En niet alleen de frequentie waarmee data beschikbaar komen (tijdresolutie) is verdubbeld, ook de nauwkeurigheid waarmee een gebied wordt geobserveerd (ruimtelijke resolutie) verbetert aanzienlijk. De Infrarood kanalen van de oude Meteosat, die een kwart eeuw dienst deden, bekeken gebiedjes van 5 bij 5 vierkante kilometer, bij de nieuwe MSG-satellieten wordt dat teruggebracht tot 3 bij 3 vierkante kilometer. Voor een kanaal in het bereik van het zichtbare licht bedraagt de ruimtelijke resolutie zelfs 1 bij 1 vierkante kilometer. Dat biedt mogelijkheden om ook kleinschaliger wolkensystemen zoals flinke cumulusbewolking goed waar te nemen. 

De verbeterde tijdsresolutie in combinatie met een hogere ruimtelijke resolutie zorgen er voor dat de ontwikkeling van zogenaamde mesoschaalsystemen zoals onweersbuien en kleinschalige stormdepressies beter kunnen worden gevolgd. Vooral voor de kwaliteit van waarschuwingen voor extreme weersomstandigheden zoals zware stormen is dat een enorme aanwinst. Ook zijn er bij MSG 2 kanalen voor waarnemingen van waterdamp beschikbaar. Hierdoor kan beter en dieper in de troposfeer worden gekeken met als resultaat een betere waarneming van de vochthuishouding in die troposfeer.

Speciaal voor MSG zijn er door verschillende Europese instituten software toepassingspakketten (Satellite Application Facilities (SAF)) ontwikkeld. Voor de operationele diensten zijn vooral programma's van belang die bedoeld zijn als hulpmiddel voor de verwachting tot ongeveer 12 uur vooruit, de zogenaamde nowcasting en very short range forecasting. Zo komt er directe informatie beschikbaar over wolken zoals de bedekkinggraad, type, temperatuur van de wolkentop, detectie van regenwolken en op grotere schaal ook van luchtsoorten. Ook komen gegevens beschikbaar over de hoeveelheid vloeibaar water in de atmosfeer, de stabiliteit, de hoeveelheid regen die er uit buien kan vallen en de ontwikkeling van onweersbuien. Daarnaast zijn er mogelijkheden voor het berekenen van hoogtewinden.

Nieuw tijdperk voor klimaatonderzoek
Het KNMI werkt mee aan de ontwikkeling van software toepassingen voor klimaatonderzoek in de "Climate Monitoring SAF". Volgens Rob Roebeling is ook voor klimaatonderzoekers de nieuwe generatie meteorologisch satellieten een belangrijke doorbraak. Het MSG platform heeft drie componenten: een communicatiepakket, een breedbandige stralingsmeter en een imager. De breedbandige stralingsmeter, de Geostationary Earth Radiation Budget instrument (GERB) meet zeer nauwkeurig warmtestraling en weerkaatst zonlicht aan de top van de atmosfeer . Zodoende wordt er informatie verkregen over variaties in de stralingscomponenten per locatie gedurende de dag en over de seizoenen. Deze informatie over de stralingsbalans aan de top van de atmosfeer is van groot belang voor het klimaatonderzoek.

De imager, de Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager (SEVIRI), maakt de van TV bekende plaatjes van zich ontwikkelende en verplaatsende weersystemen. SEVIRI is in staat om zeer nauwkeurig te bepalen waar bewolking aanwezig is, veel nauwkeuriger dan zijn voorganger. Voor klimaatonderzoek is dat van groot belang omdat er nog veel onbekend is over de invloed van wolken op het klimaat. Door de gegevens van verschillende kanalen te combineren kan afgeleid worden of een pixel geheel of gedeeltelijk bewolkt is. Ook kunnen van de wolken het type en tal van fysische eigenschappen beter bepaald worden. Het gaat hierbij om eigenschappen, zoals de wolken top temperatuur, de optische dikte en informatie over de grootte van de druppeltjes of ijskristallen in de wolk. Deze gegevens zijn van belang voor het valideren of aansturen van weersvoorspelling en klimaatmodellen. Verder kunnen de gegevens gebruikt worden om de stralingsbalans aan het aardoppervlak met een hogere nauwkeurigheid te berekenen. Bovendien kan vanuit de SEVIRI de dagelijkse gang van de temperatuur van zee- en landoppervlak met grote nauwkeurigheid worden gevolgd.

Vegetatieonderzoek
SEVIRI kan ook gebruikt worden voor het bepalen van de vegetatie index. Deze populaire index, die op vele onderzoeksterreinen gebruikt wordt, geeft een indicatie van groei van de vegetatie. Hierdoor van SEVIRI, naast de meteorologische toepassingen, ook gebruikt worden om toestand van de vegetatie op het aardoppervlak in kaart te brengen.ergelijking tot METEOSAT zal MSG een schat aan informatie leveren over de toestand van de atmosfeer en het aardoppervlak. Uit onderzoek met vergelijkbare instrumenten op polaire satellieten is gebleken dat er legio toepassingen zijn voor MSG. Het is nog niet goed te overzien welken toepassingen zich de komende tien jaar verder zullen ontwikkelen. Wel is duidelijk dat de MSG het gebruik van satellietwaarnemingen in de komende jaren drastisch zal veranderen en dat het gebruik aanzienlijk zal toenemen. Met de lancering van de eerste MSG satelliet aan boord van de Ariane-5 begint een nieuw tijdperk.

Met dank aan Ab Maas en Rob Roebeling, KNMI