METEOSAT-8

Start Ariane 5 mit MSG-1

Am 27. August 2002 um 2245 UTC hob eine europäische Trägerrakete des Typs Ariane 5 im Raumfahrtzentrum Kourou (Französisch-Guayana) ab. Die zwei Nutzlasten, darunter MSG-1, der erste Satellit aus dem Programm für die zweite Meteosat-Generation, wurden dabei in eine Übergangsbahn zum geostationären Orbit gebracht. In den folgenden Wochen wurde dieser Satellit mit Hilfe seines Bordtriebwerks auf seine geostationäre Endbahn gebracht.

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Am 29. Januar 2004 um 1200 UTC wurde eine neue Ära in der europäischen operationellen Meteorologie eingeläutet. Zu diesem Zeitpunkt erfolgte die Inbetriebnahme des MSG-1 in einer neuen Reihe meteorologischer Satelliten, die täglich bessere und schnellere Bilder und Daten für europäische Wetterdienste verfügbar machen. Diese Daten werden den Wetterdiensten genauere Vorhersagen zu extremen Witterungsbedingungen ermöglichen, so daß Leben und Eigentum besser geschützt werden. Außerdem werden sie den Forschern genaueren Einblick in die für das Wetter ausschlaggebenden physikalischen Prozesse geben. Der Tradition gemäß wurde MSG-1 in Meteosat-8 umbenannt. MSG-1 ist wie Meteosat 1 bis 7 ein zylindrischer Satellit, mit 3,22 Meter Durchmesser und 3,74 Meter Höhe aber zweieinhalb Mal so groß. Seine Masse beim Start betrug rund 2 Tonnen, wovon fast die Hälfte auf den für die Bahn- und Lageregelung während seines siebenjährigen Betriebs notwendigen Treibstoff entfiel. Das MSG-Programm soll den Erfolg der Meteosat-Missionen mit leistungsfähigeren und genaueren Instrumenten für die kontinuierliche Beobachtung der Erdatmosphäre fortsetzen.
Drei weitere MSG-Satelliten werden noch gebaut und gestartet, wodurch das MSG-Programm bis 2018 verlängert wird und somit ein nahtloser Übergang zur geplanten dritten Generation von Meteosat-Satelliten möglich wird.

MSG

NASA Catalog: 27509

Status

aktiv


Payload

Die neu entwickelten Satelliten befinden sich drallstabilisiert im geostationären Orbit und werden wie ihre Vorgänger „Vollscheiben“-Scans der Erde vornehmen.

Das neu entwickelte Radiometer an Bord dieses Satelliten, das Spinning Enhanced Visible and Infrared Radiometer (SEVIRI) erlaubt eine wesentlich genauere Beobachtung der atmosphärischen Vorgänge aus der geostationären Erdumlaufbahn.

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MSG bietet nicht nur schnellere, sondern auch qualitativ Bilder der vollständigen „Erdscheibe“ als andere Satelliten. Insbesondere die multispektrale Analyse der Meteosat-8 Bilder bietet eine für geostationäre Satelliten neue Möglichkeit der gezielten Darstellung und Beschreibung wetterrelevanter Erscheinungen. Aus dem Bildmaterial von Meteosat-8 lassen sich Phänomene wie z.B. Staubstürme, Nebel, Schnee, Wolkenphase und kleinräumige Wolkenstrukturen und deren zeitliche Entwicklung wesentlich besser erfassen, als es mit den Informationen des früheren Meteosat Systems möglich war. Weitere Anwendungen sind die Darstellung des Vegetationszustandes des Erbodens, Erkennung von Waldbränden und von urbanen Wärmeinseln, oder Beobachtung des stratosphärischen Ozons. Mit speziell für die Meteosat-8 Bilddaten entwickelten Computerprogrammen werden bei EUMETSAT und einigen europäischen Wetterdiensten außerdem eine Reihe von meteorologischen Größen abgeleitet: Einige dieser meteorologischen Produkte dienen als Eingabeparameter für numerische Vorhersagemodelle, andere betreffen die Kurzfristvorhersage wie z.B. Früherkennung potentiell gefährlicher Wetterlagen, und eine Reihe von Produkten sind von klimatologischem Interesse.



Und schließlich werden auch die afrikanischen Länder von der neuen Technologie profitieren. Aufgrund seiner Position im geostationären Orbit bietet MSG eine bislang unerreichte Flächendeckung der Wetterphänomene in ganz Afrika. Ein Programm, PUMA-Projekt genannt, wird von der Europäischen Union koordiniert. Zusammen mit der Europäischen Union rüstet EUMETSAT afrikanische Meteorologen mit dem MSG-System aus und schult sie im Umgang mit diesem System. Dadurch können vor Ort tropische Zyklonen aufgespürt und gefährliche Wettersituationen und Trockenperioden vorhergesagt werden. Diese Daten sind für all jene von Interesse, die den Klimawandel untersuchen, und sie werden bei der Bekämpfung der Auswirkungen von Naturkatastrophen in Afrika von großem Nutzen sein.


Instrumente

SEVIRI
SEVIRI

Das wichtigste Bordinstrument ist SEVIRI, das die Erde im sichtbaren Licht und im Infrarotbereich beobachtet. Das bisherige Abtast- und Aufnahmeinstrument konnte die an der Erdoberfläche und der Atmosphäre zurückgestreute Strahlung zwar immerhin in drei Spektralbereichen erfassen (im sichtbaren Licht, im thermischen Infrarot, also der Temperatur, und im Wasserdampf), aber SEVIRI schafft Aufzeichnungen in nicht weniger als zwölf Wellenlängen, womit ungleich differenziertere Daten geliefert werden. Allein acht der zwölf Kanäle liegen im Bereich des thermischen Infrarot und geben Auskunft über Temperaturverhältnisse an Wolken, Land- und Meeresoberflächen. Andere Kanäle stehen für Messdaten von Ozon, Wasserdampf und Kohlendioxid zur Verfügung - der Ozonkanal ist überhaupt der erste auf einem geostationären europäischen Satelliten. SEVIRI wird dreidimensionale Modelle der Atmosphäre und ihrer ständigen Veränderungen liefern: Sturmwolken und Nebelbänke, Gewitter und die Ausdünnung der Ozonschicht können laufend beobachtet werden, denn das Instrument wird nicht nur alle halbe Stunde wie bisher Bilder liefern, sondern alle 15 Minuten, und kann im sichtbaren Licht Details nicht mehr bis zu zweieinhalb Kilometern Größe, sondern bis nur 1 Kilometer registrieren. Dank der Verkürzung der Bildabstände von 30 auf 15 Minuten können Klimatologen und Meteorologen zudem die Entstehung von sich rasch entwickelnden Phänomenen wie Gewitter, Schneestürme und Nebelbänke sehr viel früher erkennen.

METEOSAT-8 tastet die Erde alle 15 Minuten in 12 Spektralkanälen ab. Dabei liegen 4 Spektralkanäle im solaren Bereich, die übrigen 8 sind thermische Kanäle, die z.B. die Temperaturen der Erd- und Wolkenoberflächen darstellen sowie ein Bild über die Verteilung des Wasserdampfes in der mittleren und höheren Troposphäre liefern.

Channels Nominal central wavelength (µm) Nominal spectral band (µm) Radiometric noise at Heritage
VIS 0.6 0.635 0.56 - 0.71 S/N 10 1% albedo Similar to AVHRR
VIS 0.8 0.81 0.74 - 0.88 S/N 7 1% albedo Similar to AVHRR
IR 1.6 1.64 1.50 - 1.78 S/N 3 1% albedo Similar to AVHRR
IR 3.9 3.92 3.48 - 4.36 0.35 K 300 K Similar to AVHRR
IR 8.7 8.70 8.30 - 9.10 0.28 K 300 K New
IR 10.8 10.8 9.80 - 11.80 0.25 K 300 K Similar to AVHRR
IR 12.0 12.0 11.00 - 13.00 0.37 K 300 K Similar to AVHRR
WV 6.2 6.25 5.35 - 7.15 0.75 K 250 K Water vapour channel as on Meteosat
WV 7.3 7.35 6.85 - 7.85 0.75 K 250 K Water vapour channel as on Meteosat
IR 9.7 9.66 9.38 - 9.94 1.50 K 255 K Ozone absorption channel as on HIRS
IR 13.4 13.40 12.40 - 14.40 1.80 K 270 K CO2 absorption channel as on the GOES-VAS sounder
HRV 0.5 - 0.9 S/N 1.2 0.3% albedo Broadband visible channel as current Meteosat VIS

Die Kanäle sind Tag und Nacht in Betrieb, mit Ausnahmen von Solarkanälen, die nur bei Tageslicht verfügbar sind.

MSG Channel VIS 0.6 MSG Channel VIS 0.8
VIS 0.6 und VIS 0.8

Die Kanäle VIS 0.6 und VIS 0.8 sind wichtig für die Wolkenerfassung, Wolkenverfolgung, Szenenidentifizierung und die Überwachung von Landflächen und Aerosolen. Sie können kombiniert verwendet werden, um Informationen zur Vegetation zu erzeugen – ein wichtiges Element für Untersuchungen des Klimawandels. Diese Kanäle sind Solarkanäle und nur während der Tageslichtstunden nutzbar. Im Vergleich zu den Satelliten der ersten Generation bietet MSG diese Dienste mit wesentlich größerer Detailfülle an.

MSG Channel NIR 1.6
NIR 1.6

Der dritte Kanal, NIR 1.6, ebenfalls ein Solarkanal, misst das reflektierte Sonnenlicht und hilft bei der Unterscheidung zwischen Schnee und Wasserwolken. Darüber hinaus liefert er Aerosolinformationen. Dieser Kanal ist für den Flugverkehr wichtig, da mit seiner Hilfe Eiswolken erkennen kann. Im Vergleich zu früheren Satelliten kann der NIR 1.6 Schnee auf der Erdoberfläche von Wasserwolken unterscheiden. Dies war mit der ersten Generation von meteorologischen Satelliten nahezu unmöglich. NIR 1.6 ist auch für die Szenenidentifizierung wichtig.

MSG Channel IR 3.9
IR 3.9

Der IR 3.9 dient in erster Linie zur Erkennung von niedrigen Wolken und Nebel bei Nacht. Er ist ebenfalls für die Messung von Land- und Meerestemperaturen bei Nacht und die Erfassung von Waldbränden nützlich. Gegenüber früheren Satelliten bietet dieser Kanal einen vollständig neuen Dienst – die Identifizierung niedriger Wolken bei Tag wie auch bei Nacht.

MSG Channel WV 6.2
WV 6.2

Als verbesserter Meteosat-Wasserdampfkanal misst der WV 6.2 den Wasserdampf in der oberen Troposphäre.

MSG Channel WV 7.3
WV 7.3

Außerdem liefert der WV 7.3 Informationen zu den Feuchtigkeitsbedingungen in der mittleren Troposphäre. Die Feuchtigkeitsinformationen aus beiden Kanälen dienen zur Verfolgung von Wasserdampfmerkmalen und stellen somit Windinformationen selbst in einem wolkenlosen Umfeld bereit. Diese Kanäle unterstützen außerdem die Szenenidentifizierung und Höhenzuordnung für halbtransparente Wolken. Die Daten des WV-Kanals werden zur Ableitung möglicher lokaler atmosphärischer Instabilität verwendet, welche zu Konvektion und schweren Stürmen führen kann.

MSG Channel IR 8.7
IR 8.7

Der siebte Kanal, IR 8.7, dient vor allem zur Bereitstellung quantitativer Informationen zu dünnen Zirruswolken und zur Unterstützung der Unterscheidung von Eis- und Wasserwolken. Er ist ebenfalls für die Szenenidentifizierung und das Produkt “Atmosphärische Instabilität” erforderlich.

MSG Channel IR 9.7
IR 9.7

IR 9.7 ist ein Kanal, speziell für Ozon. Er misst die Ozonkonzentration in der unteren Stratosphäre und dient zur Überwachung des Gesamtozons und der Höhe der Tropopause. Er hat die Möglichkeit, Ozonmuster als Indikator für Windfelder in dieser Höhe zu verfolgen. Es werden allerdings komplexe Algorithmen und Daten von anderen MSG-Kanälen benötigt, um tatsächlich das Ozonfeld aus den IR 9.7-Messungen abzuleiten.

MSG Channel IR 10.8 MSG Channel IR 12.0
IR 10.8 und IR 12.0

Die Kanäle IR 10.8 und IR 12.0 bezeichnet man als IR-Fensterkanäle, da ihre Sicht der Erdoberfläche und der Oberseite der Wolken nur in geringem Maße von der Gasabsorption in der Atmosphäre beeinflusst wird. Beide Kanäle reagieren auf die Temperatur der Wolken und der Oberfläche. Kombiniert verwendet, messen die zwei Kanäle die atmosphärischen Auswirkungen von niedriger atmosphärischer Feuchtigkeit; daher werden die zwei Kanäle im Allgemeinen als „Teilfenster“-Kanäle bezeichnet. Diese Kanäle werden ebenfalls für die Szenenidentifizierung, die Verfolgung von Wolken, Wolkenhöhen, Oberflächen- und Meeresoberflächentemperaturen, atmosphärische Winde und Schätzungen der atmosphärischen Instabilität genutzt. Der IR 10.8-Kanal ist ein Nachfolger des früheren Meteosat IR-Kanals.

MSG Channel IR 13.4
IR 13.4

Der Kanal IR 13.4 befindet sich im CO2-Absorptionsband und wird für die Szenenidentifizierung und die Schätzung atmosphärischer Instabilität genutzt. Wichtigste Anwendung des IR 13.4 ist die Ableitung der Höhe halbtransparenter Wolken. Der Kanal HRV schließlich, ein Solarkanal, der als sichtbarer Breitbandkanal bezeichnet wird, ist der aktuelle sichtbare (visible, VIS) Meteosat-Kanal mit einem besseren Abtastintervall von nur 1 Kilometer im Vergleich zu 2,5 Kilometern bei Meteosat. Der hochauflösende sichtbare Kanal kombiniert Informationen aus den Kanälen eins und zwei für feine Detailabbildungen von Landflächen und kleinen Wolken. Dieser Kanal ist völlig neu und wird erst durch MSGs höhere Auflösung möglich. „Aufgrund der Vielfalt der MSG-Kanäle kann EUMETSAT nun ein ganz neues Produkt im Bereich der Kurzvorhersagen liefern. Eine Kombination der IR- und WV-Kanäle wird verwendet, um atmosphärische Instabilität abzuleiten, was Meteorologen dabei hilft, beispielsweise Stürme und Blitz vorherzusagen“, sagt Marianne König, Wissenschaftlerin der Meteorologischen Abteilung von EUMETSAT. Wetterexperten werden besser in der Lage sein, Nebel, Schneefall, schwere Stürme und vulkanische Aktivitäten vorherzusagen.


GERB
GERB

Das Instrument Gerb (Geostationäres Experiment zur Bestimmung der Strahlungsbilanz der Erde) wurde speziell von Großbritannien, Belgien und Italien entwickelt. Auch Gerb liefert Daten im Viertelstundentakt - es geht um nicht weniger als die Strahlungsbilanz der Erde, also um die Differenz zwischen dem Einfall der Sonnenstrahlen und der von der Erde ins All reflektierten Wärme. Diese Differenz kann Aufschluss geben über den globalen Klimawandel sowie über den Einfluss von Staub und Aerosolen. Auch das in Riesenmengen von Menschen freigesetzte Kohlendioxid verändert die Strahlungsbilanz erheblich. Gerb arbeitet mit einer räumlichen Auflösung von 50 x 50 Kilometern, womit beispielsweise auch Vorgänge in lokalen Klimasystemen wie in der Sahara und auf dem Mittelatlantik erfasst werden können.


S&R (Search & Rescue) Transponder

Ein gesonderter Transponder dient zur Übertragung der Notsignale von See-, Luft- und Landfahrzeugen, die mit einer Bake des internationalen Such- und Rettungssystems COSPAS-SARSAT ausgerüstet sind. Schiffe und Flugzeuge in Not können über die MSG-Satelliten Notrufe zu den Zentralstationen in Großbritannien und Spanien übermitteln, von wo aus die Rettungseinsätze koordiniert werden.


DVB Dissemination Service

Eines der absoluten Tiefs war der Ausfall eines monolithischen Stromverstärkers (SSPA) im Oktober 2002. Der Ausfall veranlasste EUMETSAT zur Entwicklung einer alternativen Lösung zur Verteilung von XRIT Daten an die User. Erschwerend kommt hinzu, dass der Ausfall eines weiteren, redundanten SSPA dazu führen würde, dass eine Nutzung von HRIT auf MSG-1 nicht mehr möglich wäre. Der bevorzugte Weg zur Übertragung der EUMETSAT Produkte ist der DVB-Dienst EUMETCAST.

EumetCast

Die Daten werden per FTP zu T-SYSTEMS nach Usingen transferiert, dort in einen DVB (DigitalVideoBroadcast)-Multicast-Datenstrom umgewandelt und über den Satelliten Hotbird 6 ausgestrahlt.

Empfang der METEOSAT DVB Daten und Anwendungen

EumetCast Form
... eine Menge Papierkram

Am Anfang steht eine ganze Menge Papierkram. Zunächst lädt man sich das EUMETCAST - Registrierungsformular bei EUMETSAT herunter und füllt es aus. Wichtige Hilfe bei der Eintragung der Daten findet man hier. Dann schickt man das Formular an die angegebene Adresse nach Darmstadt (Fax, Post). Nach wenigen Tagen erhält man einen Anruf von der freundlichen EUMETSAT Mitarbeiterin, zur Bestätigung der Daten und Zahlungsweise. Am besten übermittelt man gleich telefonisch seine Kreditkartendaten. Nach 1-2 Tagen erhält man dann eine e-mail Bestätigung der Registrierung und die Zugangsdaten (Username und Passwort). Mit der Post kommt die Tellique DVB software und der EKU (USB eToken). Hat man sich bei der Registrierung nur für die Essential Services entschieden, benötigt man keine Lizenz.... more

Links

http://www.david-taylor.pwp.blueyonder.co.uk/wxsat/atovs/index.html
http://www.esa.int/msg/index.html
http://www.esa.int/SPECIALS/MSG/index.html MSG-1 Yahoo Groups img