Remote sensing van de atmosfeer met behulp van satellieten

Het meten van de atmosfeer

Zowel boven land als boven zee bevinden zich satellieten. Sommige bewegen in een baan rondom de aarde, terwijl andere op een stationaire positie ten opzichte van de aarde blijven. Satellieten zijn tegenwoordig een van de belangrijkste manieren om de staat van de atmosfeer te monitoren. Ze worden onder andere gebruikt voor het in kaart brengen van luchtkwaliteit, wolken, windsnelheid en neerslag.

Hoe meten satellieten de atmosfeer?

Satellieten verzamelen gegevens over de atmosfeer door het meten van elektromagnetische straling. Ze kunnen actief straling uitzenden of gebruikmaken van de natuurlijke straling die al aanwezig is (passieve metingen). Meestal betreft dit straling in het zichtbare of infrarode spectrum. Bepaalde stoffen in de atmosfeer, zoals CO2, stikstof en aerosolen, absorberen specifieke delen van de elektromagnetische straling. Satellieten meten de gereflecteerde of doorgelaten straling en kunnen zo de samenstelling en concentratie van deze stoffen bepalen.

Wat meten satellieten in de atmosfeer?

Een van de belangrijkste satellieten voor atmosferische metingen is de Sentinel-5P. Deze draagt het TROPOMI-instrument (TROPOspheric Monitoring Instrument), een grotendeels Nederlandse ontwikkeling onder leiding van het KNMI. TROPOMI brengt de troposfeer in kaart en meet onder andere de concentraties van gassen en fijnstof.

Een ander instrument, ALADIN, bevindt zich aan boord van de Aeolus-satelliet en meet windsnelheid en -richting met behulp van ultraviolette straling. Dit instrument brengt windpatronen tot een hoogte van 30 km in kaart en draagt bij aan een beter begrip van de wereldwijde luchtcirculatie.

Ook bliksemactiviteit wordt door satellieten gemeten. Geostationaire satellieten, zoals de GOES-satellieten (Geostationary Operational Environmental Satellites) van NASA, registreren bliksemflitsen en meten daarnaast de CO2-concentratie in de atmosfeer. De Europese weersatellieten van EUMETSAT verrichten soortgelijke metingen en verzamelen bovendien gegevens over temperatuur, wind, luchtvochtigheid en luchtvervuiling.

Toepassing van satellietgegevens

Satellietgegevens worden direct gebruikt in weermodellen om de weersvoorspellingen te verbeteren. Metingen van windsnelheid en -richting spelen een cruciale rol in de nauwkeurigheid van voorspellingen. Ook de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer, gemeten door satellieten, helpt bij het inschatten van de kans op wolkenvorming en neerslag. Bliksemgegevens worden eveneens verwerkt, zodat tijdig waarschuwingen kunnen worden uitgegeven voor gevaarlijk weer.

Naast weersvoorspellingen zijn satellieten onmisbaar voor het monitoren van de atmosferische samenstelling. Trends in ozon-, stikstof- en CO2-concentraties worden wereldwijd gevolgd om te beoordelen of milieumaatregelen effect hebben en waar mogelijke hotspots zijn. Zo leveren satellieten een belangrijke bijdrage aan klimaatonderzoek.

Een voorbeeld hiervan was de inzet van TROPOMI bij de bosbranden in Los Angeles. De satelliet bracht de luchtkwaliteit in het getroffen gebied nauwkeurig in kaart en toonde aan welke kant de rookpluimen zich verspreidden. Hierdoor konden bewoners tijdig worden gewaarschuwd.

Het gebruik van satellieten voor de Remote Sensing is cruciaal voor de voorspelling van het weer en het monitoren van het klimaat. Satellieten zullen voorlopig nog één van de belangrijkste bronnen blijven voor de stand van de atmosfeer. Deze zijn daarom ook nog volop in ontwikkeling. Door satellieten met betere sensoren en een hogere ruimtelijke resolutie, worden de weersvoorspellingen ook steeds beter. Zo weten we beter wat we kunnen verwachten en kan er actie worden ondernomen wanneer dat nodig is.

Dit artikel is onderdeel van een reeks over het gebruik van satellieten in klimaat- en weersvoorspellingen. Benieuwd naar de andere artikelen? Houd weer.nl de komende tijd in de gaten!