Měření satelit teplota atmosféry v různých výškách, aby z důvodu, a moře, se provádí interpretace měření čidel citlivých na pozemní jasu v různých vlnových délkách. Tyto meteorologické družice nyní mají často více než 10 z těchto senzorů k sondování atmosféry pro identifikaci struktury mraků a systémů počasí, účinků městských tepelných ostrovů , na mořských proudů , jevů, jako El Niño , v světla lesa , sopečné emisí a ti ze znečišťujících odvětví.
Databáze shromážděná, protože senzory jsou dostatečně propracované, také umožňuje rozeznat trendy průměrné teploty na světě. Od roku 1978 ukazují data z infračervených senzorů z cirkumpolárních satelitů Národního úřadu pro oceán a atmosféru po tepelném podpisu kyslíku ve velké vrstvě atmosféry oteplování troposféry a ochlazování stratosféry v souladu s koncepcí globálního oteplování .
Satelity přímo neměří teplotu. Jsou vybaveny senzory ( radiometry ) citlivými na jas atmosféry a moře v infračerveném rozsahu . Satelitní data pokrývají s velkou přesností prakticky celý svět. Pouze zeměpisné šířky nad 85 stupňů na sever a na jih mají méně údajů kvůli úhlu pastvy, který mají pro geostacionární satelity, a méně častému průchodu družic polárních oběžných drah .
Protože atmosféra pohlcuje velmi málo infračerveného tepelného záření emitovaného oceánem, může vlnová délka v rozmezí od 10,5 do 12,5 μm měřit povrchovou teplotu moře a povrchu pevniny nad nezakalenými oblastmi z geostacionárního satelitu. Rolovací satelit na druhé straně získá odhad vertikálního teplotního profilu pomocí absorpčního pásma oxidu uhličitého se středem na 15 μm . V přítomnosti mraků se používá spíše absorpční pás kyslíku v milimetrových vlnách.
K získání teploty je nutné provést počítačové zpracování dat díky aplikaci Planckova zákona o záření černého tělesa .
Získaný vertikální teplotní profil pak závisí na přesnosti převodu a senzorech. Různé skupiny analyzovaly dostupná data, a přestože výsledky byly podobné, nebyly si úplně podobné kvůli omezením každého použitého algoritmu. Mezi získanými teplotními bankami je to University of Alabama v Huntsville ( datový soubor teploty satelitu UAH ) a společnost Remote Sensing Systems .
Tyto dvě sady dat jsou čerpány z dat z několika generací satelitů, jejichž senzory nejsou homogenní. Zařízení skutečně prošla vylepšeními během po sobě jdoucích generací meteorologických satelitů. Data z prvních senzorů proto nemají stejné rozlišení nebo stejnou citlivost jako data z posledních senzorů. Jak stárnou, každý senzor postupně mění své vlastnosti jako každé elektronické zařízení. Pro získání platného kontinua je nezbytná kalibrace s povrchovými daty a horním vzduchem .
Pozemní jas za jasného počasí udává teplotu na povrchu Země pomocí pokročilých radiometrů s velmi vysokým rozlišením (zkratka AVHRR ). Údaje o teplotě povrchu moře jsou tedy k dispozici od roku 1967 a globální mapy moře se vytvářejí od roku 1970. Od roku 1982 jsou tato data stále přesnější a používají se pro meteorologické předpovědi , zejména pro vývoj cyklonů. Dalším příkladem je, že změny teploty spojené s fenoménem El Niño byly sledovány od 80. let.
Na ostrovech a kontinentech je měření obtížnější, protože povrchy nejsou homogenní. Studie o oteplování klimatu a městských tepelných ostrovech jsou však u satelitů stále možné. Použití AVHRR umožňuje za jasného počasí vidět různé vzdušné masy spojené s meteorologickými frontami.
V zataženém dni se data používají technikou Dvořáka k získání teplotního rozdílu mezi okem a vrcholem mraků kolem středu tropického cyklónu k odhadu maximálního trvalého větru a tlaku centrálního systému.
Pokročilé trajektorie radiometrů (zkratka AATSR) na palubách meteorologických satelitů umožňují detekovat lesní požáry, které se objevují jako „horká místa“ nad 308 Kelvinů (34,85 ° C) . Tyto mid-Resolution Imaging spektrální radiometers z Terra satelitů může také detekovat lesním požárům, erupce sopek a průmyslových hotspotů.
Od roku 1979 měří satelitní infračervená sondážní jednotka TIROS společnosti NOAA intenzitu infračervené emise kyslíku. Toto záření je úměrné teplotě velké vrstvy atmosféry, jak ukazuje teorie, a také prakticky ve srovnání s daty radiosondy . Jsou zaznamenávány na různých frekvencích, z nichž každá souvisí s danou výškovou zónou. Frekvence kanálu 2 těchto senzorů zhruba odpovídá teplotě troposféry, přičemž maximální Gaussova váha je kolem 350 hPa (polovina síly signálu je 40 hPa a 800 hPa ). S nižší stratosférou však existuje určité překrývání a aby ji minimalizovali, vyvinuli vědci Roy Spencer a John Christy algoritmus kombinující data získaná v různých úhlech satelitního pozorování, která přináší maximum blíže k zemi na 650 hPa, ale který zesiluje hluk pozadí a vytváří je obtížnější kalibrovat data z jednoho satelitu na druhý. Tento algoritmus byl postupně vylepšován různými opravami.
Od roku 1979 mají stejné satelity stratosférickou znějící jednotku. Jedná se o radiometr citlivý na vzdálené infračervené záření o vlnové délce 15 μm související s absorpcí záření oxidem uhličitým (CO 2). Jelikož absorpce je úměrná tlaku, má jednotka tři senzory, které mohou rozdělit stratosféru na tři vrstvy se středem 29 km , 37 km a 45 km nad mořem, v závislosti na hustotě absorpce.
Kombinací normalizovaných a kalibrovaných výsledků z různých senzorů se objevují teplotní trendy v troposféře a stratosféře. Tabulka ukazuje nestabilitu trendu (v ° C / 10 let) výsledků a databáze pokrývá pouze relativně krátké období (dosud 1978) v historickém měřítku, což ztěžuje analýzu. Studie Christy et al. vykazuje dobrou shodu s tropickými daty radiosondy za stejné období. Ukazuje troposférický oteplování tropech 0,09 , aby 0,12 ° C za deset let, s chybou ± 0,07 ° C . Jiné studie získávají mírně odlišné hodnoty (+0,137 ° C a +0,20 ° C ± 0,05 ° C ), ale v souladu s oteplováním.
Rok | Odchylka (° C / 10 let) |
Rok | Odchylka (° C / 10 let) |
Rok | Odchylka (° C / 10 let) |
Rok | Odchylka (° C / 10 let) |
Rok | Odchylka (° C / 10 let) |
Rok | Odchylka (° C / 10 let) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1991 | 0,087 | 1992 | 0,024 | 1993 | -0,013 | 1994 | -0,003 | 1995 | 0,033 | 1996 | 0,036 |
1997 | 0,040 | 1998 | 0,112 | 1999 | 0,105 | 2000 | 0,095 | 2001 | 0,103 | 2002 | 0,121 |
2003 | 0,129 | 2004 | 0,130 | 2005 | 0,139 | 2006 | 0,140 | 2007 | 0,143 |
V satelitních datech je zaznamenáno postupné ochlazování teploty spodní stratosféry. Podle studií je takové ochlazení způsobeno hlavně ničením ozonové vrstvy a zvýšením obsahu vodní páry a dalších skleníkových plynů . Tento jev však byl dočasně zvrácen během několika epizod velkých sopečných erupcí, jako byly například El Chichón (1982) a Mount Pinatubo (1991), po zvýšení koncentrace ozonu v následujících dvou letech.
Toto chování atmosféry, konkrétně oteplování troposféry a ochlazování stratosféry, je v souladu s globálním oteplováním .