Om een weersverwachting te maken wordt gebruikt gemaakt van verschillende weermodellen. Zo’n weermodel is eigenlijk een simulatie van de atmosfeer. Om zo dicht mogelijk bij de huidige toestand van de atmosfeer, dus de werkelijkheid te komen, zijn meetgegevens nodig. Immers, meten is weten.
Waarnemingen
Aan de hand van deze weergegevens kan met complexe berekeningen uiteindelijk in de toekomst worden gekeken, ofwel een weersverwachting worden gemaakt. De grote hoeveelheid aan meetgegeven wordt verkregen door metingen aan de grond (waarnemingen). Denk daarbij aan weerstations en radarbeelden. Maar ook informatie die wordt verkregen door radiosondes (weerballon), metingen door schepen en vliegtuigen. Tegenwoordig komt echter een groot deel van de gegevens uit de ruimte.
Weerwaarnemingen
Camera
Was de weersverwachting vroeger sterk afhankelijk van waarnemingen vanaf de grond, tegenwoordig zijn er veel ogen in de ruimte. Speciale weersatellieten werpen een blik op de atmosfeer en voorzien weermodellen van belangrijke gegevens. Zo'n weersatelliet is eigenlijk een grote fotocamera die continue opnamen maakt. Als je deze opnamen achter elkaar zet krijg je een filmpje waardoor je de ontwikkeling van de bewolking en de richting waarin de wolken trekken kunt zien.
Weersatelliet Aeolus (bron: ESA)
Belichting
Een camera werkt prima zolang er voldoende licht is. Zo werkt dat ook met satellietbeelden. Wanneer de zon een deel van de aarde beschijnt zijn zogenaamde ‘zichtbaarlicht’ beelden te gebruiken. Zodra dit niet het geval is, is zwart beeld het resultaat. Om in de nachtelijke uren wel zicht te houden op het weer, wordt gebruik gemaakt van infrarood camera’s. Een infraroodcamera, ook wel warmtecamera genoemd kan temperatuurverschillen waarnemen. Hierdoor kan een infraroodcamera onderscheid maken tussen bewolking en opklaringen. Wolken zijn meestal kouder dan het aardoppervlak en zijn daarom te ‘zien’ op een IR-foto, ook wanneer het donker is.
Zichtbaarlicht-beeld (05-02-2020 14:30 uur)
Infraroodbeeld (05-02-2020 14:30 uur)
36000 km hoogte
Satellieten bevinden zich niet allemaal op dezelfde hoogte en beschrijven ook niet allemaal dezelfde baan. De geostationaire weersatelliet (bijvoorbeeld de Europese MetetoSat) bevindt zich op 36000 km hoogte (boven de evenaar) en beschrijft in 24 uur een volledige cirkelvormige baan rond de aarde. Door deze omloopsnelheid blijft de positie t.o.v. één punt op aarde onveranderd. Deze weersatellieten zijn op diverse punten t.o.v. de evenaar gesitueerd waardoor ze atmosfeer rond de gehele aarde in beeld brengen. Meerdere beelden achter elkaar levert een animatie op. Er is frequent beeld beschikbaar, maar een nadeel is dat ze door de kromming van de aarde minder goed beeld geven van wat er rond de poolgebieden gebeurt. Door de enorme afstand tot de aarde is de resolutie van het beeld ook minder hoog, dan die van de zogenaamde polaire satellieten.
Scherper beeld
De polaire satelliet beschrijft een baan rond de aarde van pool tot pool, op ‘slechts’ 800-850 km hoogte. Doordat de satelliet zich relatief dicht bij de aarde bevindt is de resolutie van de beelden zeer hoog. Er kleeft echter ook een nadeel aan de polaire satelliet. Doordat de aarde onder de satelliet doordraait vliegt de satelliet steeds over een ander deel van de aarde. De frequentie van van beeldmateriaal is erg laag. Slechts tweemaal per dag komt een dergelijke satelliet (met een gang van 27.000 km/u) over Nederland. De satelliet scant voortdurend een andere strook van het aardoppervlak onder zich af. Vanwege de steeds veranderende invalshoek zijn de beelden van deze satellieten niet geschikt voor animaties.
Scherp beeld van een polaire satelliet 05-02-2020 (bron: NASA)
Geostationaire en polaire satellieten
Met een weersatelliet kan veel meer informatie worden vergaard, dan alleen foto’s. Bijvoorbeeld boven de oceanen en zeeën, waar weinig grondwaarnemingen zijn, kunnen tijdens wolkeloze situaties de windkracht worden herleid aan de ruwheid van het water. Ook is de luchtkwaliteit wereldwijd te meten evenals de temperatuurveranderingen op aarde.
