Název těchto družic je zkratkou pro National Oceanic and Atmospheric Administration, americké vládní agentury, která tyto družice provozuje. Občas se pro tyto družice též používá označení "družice série TIROS-N" (TIROS-N byl název první družice této generace, další již pak byly postupně označovány jako NOAA 6, ... NOAA 12, .... Než je družice vypuštěna na oběžnou dráhu, nese pořadové označení písmenem, teprve po dosažení plánované dráhy je přejmenována s pořadovou číslicí. Např. zatím poslední z těchto družic, NOAA-N, byla označena po startu jako NOAA 18. Z důvodu určité konstrukční odlišnosti se pro novější z těchto družic též používá označení "série NOAA KLM" (NOAA 15, 16 a 17).
Družice NOAA se často označují jako "družice polární", nebo jako "družice na (kvasi)polární dráze". Toto označení již samo naznačuje typ oběžné dráhy: ta má sklon vůči rovině zemského rovníku 98 až 99 stupňů, výška dráhy se pohybuje v rozmezí 810 až 870 km, čemuž odpovídá oběžná doba přibližně 100 minut. Posun dráhy mezi dvěma sousedními oblety činí na rovníku přibližně 25.5 stupně (na západ). Dráha je héliosynchronní, tj. družice přelétá určitou zeměpisnou šířku vždy ve stejném místním čase.
Hlavním přístrojem družic NOAA je skenující radiometr, označovaný AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer). Současná verze tohoto přístroje je označována jako AVHRR/3, přičemž se jedná o šestikanálový přístroj, jeho jednotlivé spektrální pokrývají následující spektrální rozsahy:
| kanál 1 | 0.58 - 0.68 µm | červená oblast spektra |
| kanál 2 | 0.725 - 1.0 µm | blízké infračervené záření |
| kanál 3A | 1.58 - 1.64 µm | infračervené záření |
| kanál 3B | 3.55 - 3.93 µm | infračervené záření, resp. tepelné záření |
| kanál 4 | 10.3 - 11.3 µm | tepelné záření |
| kanál 5 | 11.5 - 12.5 µm | tepelné záření |
První tři kanály pracují výlučně v odraženém slunečním záření, poslední dva jsou čistě tepelné a pouze kanál 3B je smíšeným (v denních hodinách, v noci je rovněž čistě tepelným). Všech šest kanálů předává naměřené údaje v desetibitovém tvaru (tj. v každém kanálu AVHRR je možné rozlišit 1024 úrovní signálu). Protože přenosová kapacita družice neumožňuje přenést současně více než 5 kanálů, je standardním přenosovým schématem střídání kanálu 3B (v nočních hodinách) a kanálu 3A (v denních hodinách). Od tohoto standardu se však provozovatel družice z různých důvodů často odchyluje. Data z prvních tří kanálů je možné při zpracování převést např. na albedo daného kanálu, jejich kombinací je možné získat tzv. vegetační index, charakterizující množství zelené hmoty na sledovaném území. Kanály 3B až 5 je možné nakalibrovat buď na jednotky intenzity záření nebo následně na tzv. jasovou teplotu (s přesností lepší než 1 kelvin). Podrobnosti k interpretaci snímků na našich stránkách jsou zde.
Geometrické rozlišení je pro oblast pod družicí (v nadiru) 1.1 x 1.1 km, pro okraj snímaného pásu území cca 2.5 x 5 km. Družice snímá nepřetržitě pás území široký přibližně 3000 km (1500 km na obě strany od nadiru), data jsou v plném rozlišení vysílána uživatelům v reálném čase. Kromě toho družice zaznamenává veškerá naměřená data s uměle sníženým rozlišením (4x4 km, tzv. Global Area Coverage, GAC formát) a vybraná území v plném rozlišení (Local Area Coverage, LAC formát) na palubní záznamová média a na výzvu řídícího střediska je předá k trvalé archivaci (pro různé klimatické studie). Z toho vyplývá, že data AVHRR v reálném čase a plném rozlišení je možné získat pouze z těch oblastí, které jsou snímány tehdy, když je družice v přímé dohlednosti přijímací stanice. Např. pro přijímací stanici ČHMÚ v Praze na Libuši je tato oblast na východě ohraničena Uralem, na jihovýchodě oblastí Perského zálivu, na jihu centrální Saharou, na západě středem Atlantiku, na severozápadě Grónskem a na severu Špicberkama. Délka nejdelšího možného přeletu je asi 15.5 minuty, čím je přelet západnější nebo východnější, tím je délka přeletu (tj. doba, po kterou je družice nad místním horizontem) kratší. Data jsou snímána a vysílána rychlostí 6 obrazových řádek za sekundu, každý řádek obsahuje 2048 obrazových bodů (tzv. pixlů), v každém pixlu jsou data reprezentována pro každý z pěti přenášených kanálů 10-bitovou hodnotou. Data jsou přenášena v pásmu 1.7 GHz. Z uvedeného např. vyplývá, že objem dat z jednoho zachyceného přeletu může dosáhnout až cca 130 MB. Tento popsaný typ digitálního přenosu dat AVHRR se označuje jako HRPT (High Resolution Picture Transmission), stejně se označují přijímací stanice pro tento typ dat.
Kromě digitálního přenosu HRPT existuje též výrazně jednodušší, leč kvalitou výrazně horší přenos analogový, nazývaný APT (Automatic Picture Transmission). Zatímco pro příjem digitálních dat (HRPT) je zapotřebí naváděná parabolická anténa (např. systém VCS na Libuši používá anténu o průměru 3 metry), pro APT postačuje dostatečně citlivá všesměrová anténa (v pásmu 137 MHz).
Pokud je systém polárních družic kompletní, jsou v provozu vždy dvě primární družice, jejichž roviny oběžných drah jsou vůči sobě stočeny o 90 stupňů. Tím je docíleno snímání libovolného místa na Zemi nejméně 4x za 24 hodin. V současnosti jsou jimi NOAA 17 a NOAA 18. Starší družice slouží jako záložní. Čím je přijímací stanice blíže k pólům, tím více přeletů může zachytit (a zároveň je větší překryv jednotlivých přeletů). Naopak na rovníku na sebe okraje jednotlivých přeletů právě navazují.
Příjem, zpracování a (re)distribuce dat AVHRR z družic NOAA nejsou zatím nijak administrativně omezovány, zájemci o příjem dat (ať v režimu HRPT nebo APT) "pouze" stačí pořídit si vhodné přijímací zařízení. Data AVHRR z družic NOAA jsou v ČHMÚ v digitálním tvaru přijímána od roku 1979, původní zařízení kanadské firmy MDA bylo v červnu 1995 nahrazeno novým systémem německé firmy VCS.
Data AVHRR (v tzv. Level 1B formátu) z různých částí světa je možné získat bezplatně např. z Comprehensive Large Array-data Stewardship System (CLASS) organizace NOAA. Zpracování těchto dat však vyžaduje specializovaný software (viz např. dva odkazy na zde), data nejsou určena pro běžné "pokoukání".
Kromě radiometru AVHRR je na družici řada dalších přístrojů určených pro sledování zemské atmosféry či okolního vesmírného prostředí. Z nich nejdůležitější pro meteorologii je komplex přístrojů TOVS (TIROS Operational Vertical Sounder), poskytující informace o vertikálním profilu (nebo o celkovém množství) některých meteorologických veličin či prvků (teplota, vlhkost, celkové množství ozonu, aj.). Podrobnější dokumentaci k jednotlivým přístrojům a formátu dat lze nalézt např. na adrese http://www2.ncdc.noaa.gov/docs/klm/index.htm(v angličtině).
ČHMÚ poskytuje zpracované snímky ze všech přijatých přeletů družic NOAA 15, 17 a 18 v podobě několikadenního archivu. Podle geografické polohy přeletů se vytvářejí snímky ve čtyřech různých geografických projekcích: Evropa, Střední Evropa, Česká republika a Česká republika 2(pokud přelet nepokrývá území ČR, formát "Česká republika" se sice vytváří, ale neobsahuje data).
Data z každého přeletu a pro každou družici jsou zpracována a pro Internet zpřístupněna následovně:
Kromě snímků ve výše zmíněných kanálech na našich stránkách též naleznete následující produkty
Tyto dva kanály AVHRR poskytují podobné údaje. Při zběžném pohledu se snímky v těchto kanálech blíží běžné černobílé fotografii zemského povrchu a oblačnosti. Rozdíl mezi nimi je především v zobrazení vegetace - na snímcích v kanálu 2 je vegetací pokrytý povrch výrazně světlejší, než na snímcích v kanálu 1. Protože naopak vodní plochy jsou v kanálu 2 tmavší než v kanálu 1, je odlišení (vegetací pokryté) pevniny od moře daleko snadnější právě v kanálu 2. Právě kombinací těchto dvou kanálů je možné získat informace o množství a stavu vegetace (pomocí tzv. "vegetačního indexu").
Toto je jediný kanál, kde se uplatňuje jak odražené sluneční záření (pouze v denních hodinách), tak tepelné vyzařování zemského povrchu a oblačnosti. Snímky jsou zobrazovány tak, aby v nočních hodinách odpovídaly snímkům v kanálech 4 a 5 - tedy vysoká (studená) oblačnost bíle, teplé objekty tmavě. V denních hodinách tak odražená komponenta tohoto kanálu způsobuje "ztmavnutí" objektů - čím více odrážejí, tím se jeví tmavší oproti nočním hodinám.
Oba tyto kanály snímají pouze tepelné záření - energii vyzářenou zemským povrchem,
vodními plochami a oblačností. Čím je objekt teplejší, tím více září a tím více energie
radiometr družice zachytí. Snímky jsou zobrazovány tak, že nejchladnější objekty
(zpravidla nejvyšší oblačnost) jsou zobrazeny bíle, nejteplejší tmavě šedě až černě.
Protože vzhed obou kanálů je velmi podobný, snímek z kanálu 5 nezveřejňujeme.
Snímek z kanálu 4 je teplotně okalibrován a pro teploty pod 240 K (= -33°C) převeden do barevné škály. Ta je vložena do snímku.
Vícekanálová barevná syntéza patří k metodám, které umožňují získat z různých spektrálních pásem více informací (např. o typu oblačnosti) než z jednotlivých kanálů použitých samostatně. Barevné složky, ze kterých vzniká barevný obraz - červená, zelená a modrá (R,G a B) se přiřadí jednotlivým zvoleným kanálům. Různé objekty se v jednotlivých kanálech projevují odlišně a tak v jejich RGB kombinaci je různým objektům přiřazena odlišná barva, která (po jistém "tréninku") umožňuje snadnější "klasifikaci" objektů na snímcích.
V současnosti používáme následující kombinace:
RGB124 R - kanál 1; G - kanál 2; B - kanál 4
RGB345 R - kanál 3B; G - kanál 4; B - kanál 5
NM R - rozdíl kanálů 5 a 4; G - rozdíl kanálů 4 a 3B; B - kanál 4
Poslední úpravy stránky: 28. července 2006
Návrat na hlavní stránku družicového oddělení ČHMÚ