Vệ tinh thời tiết hoạt động ra sao? Cách "đôi mắt trên không gian" giúp dự báo bão và theo dõi thời tiết toàn cầu
Nếu ở bài trước mình đã chia sẻ về Radar thời tiết là gì?, thì hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu một công nghệ còn "nhìn xa" hơn rất nhiều: vệ tinh thời tiết.
Thực tế, nhiều cơn bão được phát hiện khi chúng còn ở rất xa đất liền, giữa đại dương – nơi gần như không có trạm quan trắc hay radar mặt đất. Điều đó chỉ có thể thực hiện nhờ các vệ tinh thời tiết quay quanh Trái Đất và liên tục gửi dữ liệu về các trung tâm khí tượng.
Vậy vệ tinh thời tiết hoạt động như thế nào? Chúng quan sát được những gì và khác gì so với radar thời tiết? Hãy cùng tìm hiểu.
Vệ tinh thời tiết là gì?
Vệ tinh thời tiết là loại vệ tinh được thiết kế để quan sát khí quyển và bề mặt Trái Đất từ không gian, phục vụ công tác theo dõi và dự báo thời tiết.
Không giống các vệ tinh viễn thông hay GPS, vệ tinh thời tiết tập trung thu thập dữ liệu về:
Mây
Hơi nước
Bão và áp thấp nhiệt đới
Nhiệt độ bề mặt biển
Gió tầng cao
Băng biển
Khói bụi và tro núi lửa
Những dữ liệu này được truyền liên tục về các trung tâm khí tượng để kết hợp với radar, trạm quan trắc và mô hình dự báo số.
Vệ tinh thời tiết hoạt động như thế nào?
Nguyên lý hoạt động có thể hình dung theo 4 bước:
Bước 1: Quan sát Trái Đất từ quỹ đạo
Các cảm biến trên vệ tinh ghi nhận năng lượng phản xạ hoặc bức xạ phát ra từ mây, khí quyển và bề mặt Trái Đất.
Thay vì "chụp ảnh" như máy ảnh thông thường, vệ tinh thu nhận tín hiệu ở nhiều bước sóng khác nhau như ánh sáng khả kiến và hồng ngoại.
Bước 2: Truyền dữ liệu xuống mặt đất
Dữ liệu được gửi tới các trạm thu trên mặt đất, nơi chúng được xử lý thành ảnh vệ tinh và các bộ dữ liệu khí tượng.
Bước 3: Phân tích dữ liệu
Các nhà khí tượng sử dụng dữ liệu vệ tinh để:
theo dõi mây;
xác định vị trí bão;
phân tích hoàn lưu;
ước tính nhiệt độ bề mặt biển;
theo dõi hơi nước trong khí quyển.
Bước 4: Kết hợp với các nguồn khác
Vệ tinh không tự tạo ra bản tin dự báo.
Dữ liệu vệ tinh sẽ được kết hợp với:
radar thời tiết;
trạm khí tượng;
khinh khí cầu;
phao đại dương;
mô hình dự báo số.
Đây cũng chính là quy trình mình đã giới thiệu trong bài "Dự báo thời tiết hoạt động như thế nào?".
Có bao nhiêu loại vệ tinh thời tiết?
Hiện nay có hai nhóm chính.
1. Vệ tinh địa tĩnh (Geostationary)
Đây là loại vệ tinh quen thuộc nhất.
Đặc điểm:
Bay ở độ cao khoảng 35.800 km trên xích đạo.
Quay cùng tốc độ với Trái Đất.
Luôn quan sát một khu vực cố định.
Ví dụ:
Himawari-8 và Himawari-9 của Nhật Bản.
GOES của Hoa Kỳ.
Ưu điểm lớn nhất là theo dõi liên tục các cơn bão, áp thấp và mây đối lưu trong cùng một khu vực.
2. Vệ tinh quỹ đạo cực (Polar Orbiting)
Khác với vệ tinh địa tĩnh, loại này bay từ Bắc Cực xuống Nam Cực.
Đặc điểm:
Quét gần như toàn bộ bề mặt Trái Đất.
Độ phân giải cao.
Cung cấp nhiều dữ liệu phục vụ mô hình dự báo thời tiết trung và dài hạn.
Vệ tinh thời tiết quan sát được những gì?
Một vệ tinh hiện đại có thể theo dõi:
Mây.
Bão.
Áp thấp nhiệt đới.
Mặt trận thời tiết.
Hơi nước.
Nhiệt độ bề mặt biển.
Băng biển.
Khói bụi.
Cháy rừng.
Tro núi lửa.
Đặc biệt, trên đại dương – nơi rất ít trạm quan trắc – vệ tinh là nguồn thông tin quan trọng nhất để theo dõi thời tiết.
Vì sao vệ tinh vẫn "nhìn thấy" vào ban đêm?
Đây là câu hỏi mình từng thắc mắc.
Câu trả lời là vì vệ tinh không chỉ sử dụng ánh sáng nhìn thấy.
Các loại ảnh phổ biến gồm:
Ảnh khả kiến (Visible)
Chỉ hoạt động tốt vào ban ngày.
Hình ảnh gần giống những gì mắt người nhìn thấy.
Ảnh hồng ngoại (Infrared)
Hoạt động cả ngày lẫn đêm.
Đo bức xạ nhiệt phát ra từ mây và bề mặt Trái Đất.
Giúp xác định nhiệt độ đỉnh mây và theo dõi bão ngay cả trong bóng tối.
Ảnh hơi nước (Water Vapor)
Hiển thị sự phân bố hơi nước trong khí quyển.
Hỗ trợ phân tích hoàn lưu và các hệ thống thời tiết quy mô lớn.
Vệ tinh thời tiết khác radar thời tiết như thế nào?
Đây là hai công nghệ bổ sung cho nhau.
Có thể hiểu đơn giản:
Vệ tinh giúp biết hệ thống thời tiết đang hình thành ở đâu.
Radar giúp biết mưa đang rơi ở đâu và di chuyển như thế nào.
Vì sao vệ tinh rất quan trọng trong theo dõi bão?
Hầu hết các cơn bão nhiệt đới đều hình thành trên đại dương.
Nếu chỉ dựa vào radar mặt đất, chúng ta chỉ quan sát được khi bão tiến gần bờ.
Nhờ vệ tinh, các cơ quan khí tượng có thể:
phát hiện sớm áp thấp nhiệt đới;
theo dõi đường đi của bão;
đánh giá sự phát triển của mây đối lưu;
hỗ trợ cảnh báo sớm cho người dân và chính quyền.
Những vệ tinh thời tiết nổi tiếng
Hiện nay, nhiều quốc gia và tổ chức đang vận hành các hệ thống vệ tinh khí tượng hiện đại, tiêu biểu như:
Himawari-8/9 (Nhật Bản).
GOES (Hoa Kỳ).
Meteosat (Châu Âu).
Fengyun (Trung Quốc).
Các vệ tinh quỹ đạo cực của NOAA.
Những hệ thống này cùng chia sẻ dữ liệu trong mạng lưới quan trắc toàn cầu, góp phần nâng cao chất lượng dự báo thời tiết và cảnh báo thiên tai.
Đọc tiếp trong Topic Cluster
Để hiểu đầy đủ cách ngành khí tượng quan sát và dự báo thời tiết, bạn nên đọc theo thứ tự:
Thời tiết là gì?
Khí hậu là gì?
Phân biệt thời tiết và khí hậu
Dự báo thời tiết hoạt động như thế nào?
Bản đồ thời tiết là gì?
Radar thời tiết là gì?
Vệ tinh thời tiết hoạt động ra sao? (Bạn đang đọc)
Cách đọc biểu tượng thời tiết (Bài tiếp theo)
Kết luận
Vệ tinh thời tiết là "đôi mắt trên không gian" của ngành khí tượng. Nhờ khả năng quan sát liên tục mây, hơi nước, bão và nhiều hiện tượng khí quyển trên phạm vi rất rộng, vệ tinh cung cấp nguồn dữ liệu không thể thiếu cho các trung tâm dự báo trên toàn thế giới. Khi kết hợp với radar thời tiết, trạm quan trắc và mô hình dự báo số, dữ liệu vệ tinh giúp nâng cao độ chính xác của các bản tin thời tiết và hỗ trợ cảnh báo sớm các hiện tượng nguy hiểm.
Trong bài viết tiếp theo, mình sẽ hướng dẫn "Cách đọc biểu tượng thời tiết", giúp bạn hiểu ý nghĩa của các biểu tượng như nắng, mưa, dông, mây, gió và nhiều ký hiệu thường gặp trên ứng dụng và bản đồ thời tiết.
Nhận xét
Đăng nhận xét