Passive instrumenter
Hensikten med passive instrumenter er å observere den strålingen som naturlig kommer fra hav og land og fra atmosfæren. Disse instrumentene er de mest brukte på operasjonelle værsatellitter (for eksempel NOAA, METEOSAT, METOP). De observerer synlig lys (bølgelengde: 0.4-4.0 mikrometer), infrarød stråling (4-100 mikrometer) eller mikrobølger (0.1-10 centimeter).
De brukes blant annet til å lage oversiktsbilder av den typen man kan se på værmeldingen, og de brukes til å klassifisere skyer og overflatetyper for eksempel skille mellom høye skyer, lave skyer, snø og åpen mark. De brukes også til å beregne vertikale profiler gjennom atmosfæren av for eksempel temperatur og vanndamp.
 |
| Satellittbilde ved bruk av infrarød stråling over ishavet 14. januar 2008. (Klikk på bildet for større utgave.) Kilde: NOAA. |
Satellittbilde med infrarød stråling
Figuren til høyre viser et NOAA bilde fra Ishavet om ettermiddagen 14. januar 2008.
På denne tiden av året er det polarnatt hele døgnet så langt nord. Bildet er derfor laget bare ved hjelp av infrarød stråling.
De mørkeste delene av bildet er de varmeste. Dette er åpent hav og overflaten er ca 0? C. De lyseste er de kaldeste: høye skyer med skytopptemperatur ned mot -57 ? C.
Der det ikke er skyer, eller noen steder gjennom skyene, ser man havisen som på denne tiden vokser nedover mot Svalbard og Russland. Man kan se store isflak og åpne råker.
Det er enda delvis isfritt nord for Svalbard. Nord for Novaja Semla er det også delvis åpent hav og kald vind blåser fra isen utover den mye varmere havoverflaten (se figuren under). Dette gjør at det dannes lave skyer over det åpne havet.
Aktive instrumenter
Disse instrumentene benyttes i frekvensområder der den naturlig strålingen er for liten til å kunne observeres. Mest vanlig er deler av mikrobølgespekteret.
I stedet for passivt og godta mangel på stråling, sender instrumentet aktivt ut elektromagnetiske signal. Signalet reflekteres og spres av jord og atmosfære og styrken av signalet som mottas tilbake i instrumentet gir informasjon om for eksempel vind og nedbør.
Det vanligste aktive instrumentet i værvarsling er RADAR (RAdio Detection And Ranging). Et eksempel er værradar. Meteorologisk institutt har et nettverk av værradarer plassert rundt i landet. Værradaren sender mikrobølgestråling som reflekteres av nedbøren. Fra styrken på retursignalet beregnes nedbørsintensiteten.
 |
| Nedbør gjennom 6 timer satt sammen av data fra radaren i Asker og radaren på Sørlandet. (Klikk på bildet for større utgave.) |
Figuren til høyre viser et bilde av nedbør gjennom 6 timer satt sammen av data fra radaren i Asker og radaren på Sørlandet.
Radarmålingene brukes til å beregne nedbørsintensitet hvert 15. minutt. Ved å sette sammen flere etterfølgende målinger og kombinere dette med temperaturmålinger fra nettverket av bakkeobservasjoner får vi fram dette bildet som også viser nedbørtype.
Fargekodingen viser om nedbøren faller som snø, sludd eller regn. Bildet er fra morgenen 15. januar 2008 og i dette eksempelet, som mange skiløpere vil huske med gru, ser vi at det plasker ned i lavlandet og at vi må ganske høyt for å finne at det snør.
Radarinstrumenter kan også plasseres om bord på satellitter. Et eksempel på det er vindscatterometer. Dette er en radar som måler tilbakespredning av radarsignalet fra havoverflaten. Styrken av retursignalet er avhengig av vinden og kan derfor brukes til å beregne vindstyrke og -retning.
Iskant og -konsentrasjon
Figuren til høyre viser en analyse av iskant og iskonsentrasjon 14. januar 2008 basert på observasjoner fra SSM/I, et instrument som måler i mikrobølgedelen av spekteret.
Stråling i mikrobølgedelen av spekteret påvirkes i mindre grad av skyer og er derfor egnet til bakkeanalyser over store områder. I dette eksempelet er målingene brukt til å beregne konsentrasjon av havis. Det er brukt flere satellittpassasjer slik at hele området er dekket på et døgn.
Observasjonene kan ikke brukes nær land fordi oppløsningen er for grov. Typisk oppløsning er 25-50 km. I det infrarøde delen av spekteret er strålingen fra jorda mye sterkere og dermed blir oppløsningen på infrarøde bilder mye bedre, typisk 1 km.
Figuren viser også vindobservasjoner fra scatterometer (QuikSCAT og ASCAT) satt sammen av flere passasjer i et 6 timers intervall. Legg merke til to lavtrykk, et vest for Vestlandet og et sørvest for Island, hvor vinden blåser rundt lavtrykkene. Linjene på figuren viser bakketrykk fra værvarslingsmodellen.
