Die ganze Kälte, die Sie erlebt haben, wurde von Chinas Fengyun-Satelliten erfasst

„Kälte“ ist zweifellos das Schlüsselwort der kältesten Wintermonate. Die Menschen im Norden spüren die trockene Kälte und den pfeifenden Nordwind, der ihnen ins Gesicht bläst. Während die Menschen im Süden die nasse Kälte spüren und der eiskalte Regen heftig gegen Türen und Fenster prasselt.

Kann man die Kälte an verschiedenen Orten „sehen“? Sicher. Im Weltraum kann das „Teleskop“ des Satelliten die kalte Luft „aus der Ferne beobachten“. Sein extrem weites Sichtfeld ermöglicht es uns, die wechselnden Wetterbedingungen bei Einbruch kalter Luft klar und intuitiv zu erkennen.

Die folgenden wertvollen Satellitenwolkenbilder zeigen die Weltraumperspektiven von zwei Arten von Fengyun-Wettersatelliten. Polarumlaufende Wettersatelliten in rund 900 Kilometern Höhe und geostationäre Wettersatelliten in rund 36.000 Kilometern Höhe lieferten jeweils die schillerndsten „Selfie-Bilder“ und die lebendigste „Live-Übertragung“ der letzten Kaltluft des Jahres 2021.

Wie sieht kalte Luft in den Augen der Wettersatelliten von Fengyun aus?

Die folgenden Bilder zeigen, wie Ende letzten Jahres eine starke Kaltfront im Blickfeld der Satelliten erschien: Bild 1 zeigt die Kaltfront im Blickfeld des Satelliten FY-3E Dawn: Das Windradar zeigte, dass die Windgeschwindigkeit auf der westlichen Meeresoberfläche des Bohai-Meeres im Norden 20 Meter pro Sekunde überschritt, was darauf hindeutet, dass eine Kaltfront begonnen hat, sich in großem Umfang nach Süden zu bewegen.

Abbildung 1: Bild der Windvektorüberwachung an der Meeresoberfläche des Windfeldmessradars FY-3E

Da es sich bei Abbildung 1 um eine regionale Karte handelt, erscheint die Auflösung etwas niedrig und außerdem sind Mosaike eingebaut. Im Gegensatz dazu sieht das Windfeld in den Augen des Fengyun-Satelliten bei globalen Beobachtungen wie in Abbildung 2 aus, die viel detaillierter ist.

Abbildung 2: Das erste monatliche durchschnittliche Meereswindproduktbild von FY-3E

Abbildung 3 zeigt, wie es aus der Perspektive des polarumlaufenden Wettersatelliten Fengyun-3D aussieht: Die im Bild gezeigten Streifenwolken (auch Wolkenstraßen und horizontale Konvektionsrollen genannt) sind erstaunlich. Diese Art von Wolkensystem entsteht häufig, wenn kalte Luft auf die relativ warme Meeresoberfläche geblasen und dort „erhitzt und befeuchtet“ wird. Es kann nur auftreten, wenn im Winter starke Kaltluft ins Meer gelangt.

Abbildung 3: Echtfarben-Überwachungsbild des Wettersatelliten FY-3D

Bei kontinuierlicher Überwachung durch das Mehrkanal-Scanning-Radiometer FY-4 tritt die gleiche kalte Luft auf wie in Abbildung 4 dargestellt. Ein Wolkenbild nach dem anderen vermittelt dynamisch die kalte Strömung „nach Süden“. Sieht es aus wie der „dreitausend Fuß senkrecht in die Tiefe stürzende Wasserfall“, der in Li Bais Gedicht beschrieben wird?

Abbildung 4: Echtfarben-Überwachungsanimation des Wettersatelliten FY-4A

In den Augen des Satelliten zeigt die statische kalte Luft offensichtlich ein wunderschönes Landschaftsgemälde aus Bergen, Flüssen, Meeren, Land, weißen Wolken und schneebedeckten Bergen. Die dynamische Kaltluft demonstriert die Stärke, Geschwindigkeit und Schönheit der Kältewelle voll und ganz, genau wie eine Live-Übertragung von „wasserähnlichen fließenden Wolken“ mit einem Wasserfall, der vor einem Fluss hängt.

Von dem Zeitpunkt an, an dem die Kältewelle im Norden beginnt, bis zu dem Zeitpunkt, an dem sie das Meer überquert und über Berge und Gebirgskämme bis in den Süden klettert, verfolgen und überwachen die Fengyun-Satelliten die Entstehung, Bewegung, Stärke und Reichweite der kalten Luft in alle Richtungen, genau wie eine menschliche Mutter auf das Wachstum ihrer Kinder achtet, und senden jederzeit Informationen über die Wetterbedingungen zur Erde zurück.

Woher wissen Fengyun-Satelliten, dass eine Kältewelle kommt und geht?

Die Fähigkeit der Fengyun-Satelliten, kalte Luft zu überwachen, beruht auf ihrer „Hellsichtigkeit“: fortschrittlichen Beobachtungsinstrumenten für die Satellitennutzlast.

Derzeit sind acht chinesische Fengyun-Satelliten am Himmel im Einsatz. Sie arbeiten 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr, um uns bei der Überwachung verschiedener meteorologischer Informationen über die Erde und die Atmosphäre zu unterstützen.

Zu den zahlreichen Beobachtungsinstrumenten, die die acht Satelliten an Bord haben, gehören mehrere hochentwickelte Instrumente, mit denen sich kalte Luft effektiv überwachen lässt:

Das erste ist das „Windfeldmessradar“, das aktiv und mit hoher Genauigkeit Informationen über Windgeschwindigkeit und -richtung auf der Meeresoberfläche erfassen kann. Es ist sehr gut in der Lage, kalte Luft zu überwachen, die das Meer überquert und nach Süden zieht. Von ihnen stammen die bisherigen Abbildungen 1 und 2.

Der vom „Windfeldmessradar“ erfasste „Wind und die Wolken“ sind wie der Blutfluss in unseren menschlichen Kapillaren. Es ist das erste Instrument, das von den Fengyun-Satelliten meines Landes zur aktiven Erfassung von „Wind“-Informationen eingesetzt wird. Man kann sagen, dass die ursprüngliche Absicht und der lang gehegte Wunsch der Fengyun-Satelliten, „Wind“, „Wolken“ und „Wind und Wolken“ zu messen, wirklich verwirklicht wurden.

Das zweite ist das „Multi-Channel Scanning Imaging Radiometer“, das verschiedene Satellitenbilder der Wolken, etwa Tag, Nacht und Wasserdampfverteilung, liefern kann und intuitiv das Auftreten von kalter Luft nach Süden mit unterschiedlicher Intensität, Reichweite und Herkunft zeigt. Durch die Bildsynthese im Minutenbereich können auch dynamische Informationen wie Wolkenbewegungen erfasst werden. Es ist ein magisches Werkzeug für Kaltluft-Selfies und Live-Übertragungen. Die vorherigen Abbildungen 3 und 4 sind von ihnen aufgenommene statische und dynamische Bilder.

Das „Mehrkanal-Scanning-Bildgebungsradiometer“ ähnelt dem „Farbultraschall“, der üblicherweise von Ärzten zum Aufnehmen von Bildern von Patienten und dem „dynamischen Elektrokardiographen“ zum Überwachen und Aufzeichnen der elektrokardiographischen Aktivität des Patienten verwendet wird. Es kann das Kaltluftbild in einem einzigen Frame scannen und den gesamten Kaltluftprozess unter alltäglichen Arbeitsbedingungen kontinuierlich überwachen und in Echtzeit zurück zum Boden übertragen.

Ärzte beurteilen den körperlichen Zustand des Patienten anhand von „Farbultraschall und Elektrokardiogramm“, während Satellitenwettertechniker anhand von „Satellitenwolkenkarten“-Daten die Intensität, Geschwindigkeit, Reichweite und andere Informationen der kalten Luft diagnostizieren und so eine wichtige wissenschaftliche Grundlage für Kaltluftvorhersagen schaffen.

Der dritte ist der „Atmosphärische Vertikaldetektor“, der Temperaturänderungen in unterschiedlichen Höhen überwachen kann. Solange die Temperatur sinkt, wird es in Bodennähe eine gute Reaktion geben.

Die Funktion des „Atmospheric Vertical Sounder“ ähnelt der des „PET-CT“-Geräts, das CT-Scans des gesamten Körpers einer Person durchführt. Es kann diagnostische Scans der Atmosphäre in unterschiedlichen Höhen durchführen und Informationen über Temperaturabfälle in unterschiedlichen Höhen vom Boden bis zur Oberkante der Troposphäre gewinnen.

Erwähnenswert ist, dass mein Land das erste Land der Welt ist, das den „Atmospheric Vertical Sounder“ und den „Multi-channel Scanning Imaging Radiometer“ auf einer geostationären Satellitenplattform platziert und erfolgreich in eine geostationäre Umlaufbahn in 36.000 Kilometern Höhe gebracht hat.

Diese Präzisionsinstrumente sind „die besten zur Beobachtung kalter Luft“ und die Seele des Wettersatelliten Fengyun, einer nationalen Waffe.

Abbildung 5: 24-Stunden-Temperaturänderungsdiagramm verschiedener Höhenschichten des Vertikallots des Wettersatelliten FY-4A (Grad Celsius)

Abbildung 5 zeigt dieselbe kalte Luft, wie sie vom Satelliten „PET-CT“ aufgenommen wurde. Der Druck auf der vertikalen Achse bezieht sich auf den atmosphärischen Druck, der mit der Höhe zusammenhängt. Je kleiner die Zahl, desto höher die Höhe. 1000 hPa entsprechen der Oberfläche, 850 hPa entsprechen einer durchschnittlichen Höhe von etwa 1500 Metern und 300 hPa entsprechen einer durchschnittlichen Höhe von etwa 9000 Metern.

Wenn kalte Luft eindringt, kommt es in unterschiedlichen Höhenlagen zu unterschiedlich starken Temperaturabfällen. Je niedriger die Höhe, desto stärker der Temperaturabfall. Eine sehr wichtige Höhe ist die Oberkante der bodennahen Grenzschicht in etwa 1.500 Metern Höhe. Damit lässt sich das Ausmaß der Abkühlung in den mittleren und unteren Schichten der Troposphäre bestimmen und die Stärke der kalten Luft beurteilen.

Es sind diese „Teleskop“-Instrumente, die von den Fengyun-Satelliten getragen werden und die in Echtzeit überwachte Kaltluftinformationen aus erster Hand zeitnah zur Erde übertragen. So wird sichergestellt, dass Meteorologen das „Kommen“ und „Gehen“ von Kältewellen genau vorhersagen können.

Schon 1969 forderte Premier Zhou: „Wir müssen unsere eigenen Wettersatelliten entwickeln.“ In dem mehr als halben Jahrhundert, das seitdem vergangen ist, haben Chinas Fengyun-Satelliten von Null angefangen, von Experimenten bis zum Betrieb, von der ersten Generation zur zweiten Generation, vom Verfolgen über das Nebeneinanderlaufen bis hin zum teilweisen Führen. 19 Satelliten wurden gestartet und 8 befinden sich derzeit im Orbit und liefern Überwachungsdaten und Serviceprodukte an 121 Länder der Welt.

Wenn Sie in den Himmel blicken, befinden sich Wettersatelliten direkt über Ihrem Kopf, die fleißig schöne und praktische Wolkenbilder aufnehmen und diese zurück zur Erde übertragen!

Autor: Cao Jing

Bildnachweis: Jia Xu, National Satellite Meteorological Center

Herausgeber: Emeria, You Shiyou

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