ดาวเทยมอตนยมวทยา (Meteorological Satellite)

1. ดาวเทยมอตนยมวทยาแบงออกเปนสองชนด(ตามลกษณะการโคจร) คอ

1. ชนดโคจรผานใกลขวโลก (Polar Orbiter) 2. ชนดโคจรประจ าท (Equator Orbiter) ทงสองชนดตดตงเครองมอตรวจวดปรมาณพลงงานรงส (Sensor) ในชวงคลน Visible และ Infrared

1.1 ดาวเทยมอตนยมวทยาชนดโคจรผานใกลขวโลก (Polar Orbiter) ต าแหนงของดาวเทยมอยสงจากพนโลกประมาณ 800 - 1,400 กม. (400 - 800 ไมลทะเล) ครอบคลมพนททวโลก โดยมความคมชดมากเพราะโคจรอยในระดบต า ใหภาพไดเพยงวนละ 2 ภาพ (12 ชม. ตอ 1 ภาพ) จงไมเหมาะในการตดตามความเปนไปของสภาพอากาศ ซงมการเปลยนแปลงอยตลอดเวลา

รปท 1 ดาวเทยมอตนยมวทยาชนดโคจรผานใกลขวโลก

ดาวเทยมอตนยมวทยาชนดโคจรผานใกลขวโลก ไดแกดาวเทยมในชด TIROS, TOS, ESSA, ITOS, NOAA, NIMBUS, DMSP วถโคจรจะผานไปใกลขวโลกทงสองในทกรอบการโคจร คอ โคจรในแนวเหนอ - ใต ขณะทโลกหมนรอบตวเองในแนวตะวนออก - ตะวนตก ในรอบ 24 ชวโมงดาวเทยมจะผานต าบลหนงๆ รวม 2 ครง ตวอยางเชน ดาวเทยม NOAA ผานประเทศไทยตอนบนเมอ 0900 จะกลบมาโคจรผานประเทศไทยอกครงในเวลา 2100 ดาวเทยมชนดนมชอเรยกอกอยางวา "ดาวเทยมชนดโคจรพรอมดวงอาทตย" (Sun synchronous Satellite) 1.2 ดาวเทยมอตนยมวทยาชนดโคจรประจ าท (Equator Orbiter) ต าแหนงของดาวเทยมอยสงจากพนโลกประมาณ 35,000 กม. (19,318 ไมลทะเล) ครอบคลมพนททตองการอยางตอเนองสม าเสมอ ซงเหมาะส าหรบตดตามความเปนไปของสภาพอากาศรนแรงตาง ๆ เชน พายหมนเขตรอน , แนวพายฟาคะนอง ฯลฯ สามารถใหภาพไดทกๆ 30 นาท (และสามารถใชสญญาณบงคบใหสงทกๆ 15 นาทได) พนททอยตงแตละตจด 60 องศา

2

ไปทางขวโลก (ทงเหนอและใต) ทปรากฏในภาพดาวเทยมอตนยมวทยาภาพทไดรบมความคมชดลดลง (เปนผลจากมมกลอง) ยากตอการแปลความ

รปท 2 ดาวเทยมอตนยมชนดโคจรประจ าท

ดาวเทยมอตนยมวทยาชนดโคจรประจ าท ไดแก ATSM SMS/GOES, METEOSAT, GOMS และ GMS ดาวเทยมโคจรจากทศตะวนตกไปทศตะวนออก ดวยความเรวเทากบความเรวในการหมนรอบตวเองของโลก (11,000 กม./ชม.) จงเสมอนวาลอยตวอยเหนอจดหนงตลอดเวลา ในขณะเดยวกนดาวเทยมกหมนรอบตวเองดวยความเรว 100 รอบตอนาท โดยแกนการหมนจะขนานกบแกนขวโลกเหนอ-ใต ตลอดเวลา เนองจากอย ณ จดหนงทก าหนดไวเหนอเสนศนยสตร จงใหภาพของบรเวณทตองการไดอยางตอเนองสม าเสมอเหมาะส าหรบการตดตามความเปนไปของสภาพอากาศอยางยง โครงการดาวเทยมอตนยมวทยาชนดโคจรประจ า ท เปนโครงการภายใตการสงเสรมขององคการอตนยมวทยาโลก (WMO) กบสมาพนธวทยาศาสตรนานาชาต (The International Council of Scientific Unions/ICSU.) เปนโครงการความรวมมอระหวางหลายชาต โดยใชดาวเทยม 5 ดวง สงขนประจ าจดตางๆ เพอครอบคลมอาณาบรเวณเปนเครอขายรอบโลกระหวางละตจด 60 องศาเหนอ ถง 60 องศาใต ประเทศตางๆ ทสงดาวเทยมขนรวมโครงการคอ 1. สหรฐอเมรกา โดยองคการ NOAA ควบคม GOES East ซงอย ณ ลองกจด 75 องศาตะวนตก รศมปฏบตการครอบคลมมหาสมทรแอตแลนตคและทวปอเมรกา กบ GOES West อย ณ ลองกจด 135 องศาตะวนตก รศมปฏบตการครอบคลมมหาสมทรแปซฟคตะวนออกและทวปอเมรกา 2. องคการคนควาวจยดานอวกาศของกลมประเทศในยโรป(European Space Research Organization / ESRO. หรอ European Space Agency/ESA.) สงดาวเทยม METEOSAT ขนอย ณ ลองกจด 0 รศมปฏบตการครอบคลมอาณาบรเวณมหาสมทรแอตแลนตคใตถงกรนแลนด และจากซาอดอาราเบยถงบราซล 3. โซเวยต สงดาวเทยม GOMS อย ณ ลองกจด 170 องศาตะวนออก รศมปฏบตการครอบคลมมหาสมทรอนเดยและทวปเอเซย

3

4. ญป น สงดาวเทยม GMS อย ณ ลองกจด 140 องศาตะวนออก รศมปฏบตการครอบคลมอาณาบรเวณตงแตมหาสมทรแปซฟคใตถงไซบเรยและจากฮาวายถงอนเดยซงประเทศตางๆ ในทวปเอเซยอยในรศมปฏบตการของดาวเทยม GMS น รวมทงทวปออสเตรเลยดวย

รปท 3 โครงการเครอขายดาวเทยมอตนยมวทยาชนดโคจรประจ าท

2. ขอไดเปรยบ/เสยเปรยบของวงโคจร (Advantage/Disadvantage of these orbit) ดาวเทยมอตนยมวทยาชนดโคจรผานขวโลก 1. ตรวจวดคาพลงงานการแผรงสในเวลาเดมทกครง 2. ครอบคลมพนททวโลก 3. ระยะวงโคจรอยใกลกบโลกมากทสด ท าใหคาความคมชดสงแตมแรงตานทานมาก

ดาวเทยมชนดโคจรประจ าท 1. ตรวจวดคาพลงงานการแผรงสอยางตอเนองในพนทเดม 2. ครอบคลมพนทซงมอาณาเขตจ ากด 3. คาความคมชดอยในเกณฑต ากวาดาวเทยมชนดแรก 4. ระยะวงโคจรอยไกลจากโลกจงมแรงตานทานนอยมาก 3. เทคโนโลยดาวเทยม (Satellite Technology) ดาวเทยมอตนยมวทยาใชหลกการของ Remote Sensing หมายถง การอธบายการศกษาบางสงโดยปราศจากการกระท าหรอสมผสกบวตถนนโดยตรง รวมทงการตรวจวดคณสมบตทางกายภาพของวตถนนเปนระยะทางไกล ดงนน ดาวเทยมอตนยมวทยาจงเปนตวอยางหนงของหลกการของ Remote Sensing ทงนเนองจากเครองตรวจวดพลงงานรงสของดาวเทยมออกแบบเพอใชศกษา พลงงานทสะสมและการแผรงสของโลก การใช

4

ขอมล ทสงมาจากดาวเทยมทโคจรรอบตามสถานรบภาคพนดนในแตละพนทสามารถทจะตรวจวดคณสมบตของโลก โดยปราศจากการเขาไปในพนททสนใจและท าการตรวจวดโดยตรง 4. การแผรงสคลนแมเหลกไฟฟา (Electromagnetic Radiation) การแผรงสคลนแมเหลกไฟฟาเปนพนฐานส าคญของ Remote Sensing การแผรงส คอ การแพรกระจายพลงงานในรปแบบของคลนจากสสารทงหมดทมอณหภมสงกวาศนยองศาสมบรณ (-273 องศาเซลเซยส หรอ -459 องศาฟาเรนไฮท) คลนพลงงานการแผรงสไมใชวตถทงนเนองจากไมมมวล (Mass) และสามารถสงผานพลงงานจากสถานทหนงไปยงสถานทอนๆ ได คลนพลงงานการแผรงสแมเหลกไฟฟามรปแบบของการปนปวนภายในสนามแมเหลกไฟฟา (Pattern of Disturbance of Electromagnetic Field) ในขณะทคลนเคลอนผานสนามแมเหลกไฟฟาจะแกวงตวขน-ลงอยางเปนระเบยบ รปแบบการเกดขนและการทวนซ าของคลนมลกษณะ ดงรปท 4

รปท 4 Characteristics of an electromagnetic wave

คณลกษณะของคลนแมเหลกไฟฟา ประกอบดวยความสงของคลน (Amplitude) ความยาวคลน(Wavelength) และความถของคลน (Frequency) สวนยอดของคลน (Ridge or Crest) คอบรเวณทคลนสามารถแกวงตวขนไดสงทสดในขณะทบรเวณทองคลน (Trough) คอบรเวณทคลนแกวงตวลงไดต าทสดส าหรบความสงของคลนนนเปนการวดขนาดของคลนและหมายถง ทงปรมาณการเปลยนแปลงทเกดขน ความยาวคลน (Wavelength) คอ การวดระยะหางระหวางยอดคลนหรอทองคลน สดทายความถของคลน (Frequency) ก าหนดโดยจ านวนของคลนทเคลอนทผานจดใดจดหนงตอหนงหนวยเวลา (Period of Time) พลงงานคลนแมเหลกไฟฟาทกชวงคลนเคลอนทดวยความเรวเทากน (เคลอนทเทากบความเรวแสง) คลนทมความยาวคลนสนจ านวนคลนทเคลอนทผานจดหนงภายในหนงหนวยเวลาจะมจ านวนมากกวา ดวยเหตนคลนสนจงมความถของคลนสง สวนความยาวคลนทยาวกวาจะมความถของคลนต ากวา

5

5. แถบคลนแมเหลกไฟฟา (Electromagnetic Spectrum) คอแถบแสดงความตอเนองของทกชวงคลนแมเหลกไฟฟา (แสดงดงรปท 5) โดยทในแถบคลนแมเหลกไฟฟาจดเรยงตามความยาวคลน รงสแกมมา (Gamma rays) และเอกซเรย (X-ray) อยปลายสดของแถบคลนแมเหลกไฟฟาทมความยาวคลนสนทสด ส าหรบปลายสดอกดานหนงของแถบแมเหลกไฟฟาทมความยาวคลนมากกวาคอคลนวทย สายตาของมนษยเหนไดเฉพาะสดสวนเพยงเลกนอยของแถบคลนแมเหลกไฟฟา เรยกวา คลนแสง (Visible light)

รปท 5 The Electromagnetic Spectrum

6. การแพรพลงงานรงสคลนแมเหลกไฟฟา (Emission of Electromagnetic radiation) การแผรงส (Radiation) คอ การแพรพลงงานของวตถทมอณหภมมากกวาศนยองศาสมบรณ วตถเหลานนไมจ าเปนตองแพรพลงงานรงสเฉพาะความยาวคลนเพยงชนดเดยว สวนใหญแพรพลงงานไดหลายชวงคลน ซงเรยกวา แถบพลงงานของวตถ (Object's Spectrum) อณหภมของวตถเปนตวก าหนดคณสมบตของแถบการแพรพลงงานรงสของวตถนน วตถใดทอณหภมพนผวสงมากกวาจะแพรพลงงานรงสไดสงกวาและมความยาวคลนสนกวา ในขณะทวตถทเยนกวาจะแพรพลงงานในแถบทต ากวาและมความยาวชวงคลนทมากกวาดวย ความสมพนธระหวางการแพรพลงงานสงสด (Wavelength of Maximum Emission) กบอณหภมพนผวของวตถแสดงดงสมการในรปท 6

รปท 6 ความสมพนธระหวางการแพรพลงงานสงสดกบอณหภมพนผวของวตถ

6

ดวยเหตนดวงอาทตยซงมอณหภมพนผวประมาณ 6,000 K จงมการแพรพลงงานสงสดในความยาวคลนเทากบ 0.48 um ซงตกอยในชวงคลนแสงในแถบคลนแมเหลกไฟฟา ในทางกลบกนอณหภมทเยนมากกวาของพนผวโลก ซงมอณหภมประมาณ 300 K จะมการแพรพลงงานสงสดในความยาวคลนเทากบ 9.4 um อยในชวงคลนอนฟราเรดในแถบคลนแมเหลกไฟฟา กราฟทแสดงในรปท 7 คอ การเปรยบเทยบการแพรพลงงานรงสของดวงอาทตยกบโลกในลกษณะเสนโคง 3 เสน ซงแทนการแแพรพลงงานรงสของโลก ดวงอาทตย และพลงงานแสงอาทตยทผวโลก การแพรพลงงานรงสทส าคญทสดของโลกอยในชวงคลนยาวในสดสวนของชวงคลนอนฟราเรดหรอเรยกวา Thermal Infrared เพราะเกยวของกบอณหภมของพนผวทแพรพลงงานรงส ดงนนเครองวดปรมาณการแผรงสของดาวเทยมทตรวจวดพลงงานในยานนจงใชศกษาคณสมบตของความรอนของโลกและบรรยากาศได ในรปท 7 พบวาความเขมขนทแทจรงของการแพรพลงงานรงสของดวงอาทตยมมากกวาในทกๆ ความยาวคลนเมอเปรยบเทยบกบการแพรพลงงานรงสของโลก ทงทการแผรงสของดวงอาทตยตองเดนทางผานอวกาศท าใหความเขมลดลง ในขณะเดยวกนเมอถงพนโลกความเขมขนของพลงงานกลดลงอก อยางไรกตาม พลงงานการแผรงสสวนใหญของดวงอาทตยยงตกอยในชวงคลนแสง (Visible) ของแถบคลนแมเหลกไฟฟา นอกจากนดวงอาทตยยงแผพลงงานรงสในชวงคลนสนไดอยางเขมขน โดยเฉพาะในยานคลนอนฟราเรดของแถบคลนแมเหลกไฟฟา เรยกวา Near Infrared รวมทงพลงงานของดวงอาทตยทสะทอนกลบในยานน เครองวดพลงงานการแผรงสของดาวเทยมทตรวจวดในยาน Visible และ Near Infrared วดปรมาณรงสของดวงอาทตยทสะทอนกลบ รวมทงพลงงานการแพรรงสของโลกและเมฆไดเปนอยางด

รปท 7 The spectra of the sun's and Earth's radiation

7. พลงงานรงสทตกกระทบกบพนโลก (Radiation that strikes the Earth) พนผวโลกพจารณาใหเปนเสมอนพนผวททบแสง (Opaque) คอ แสงไมสามารถสองผานได เมอพลงงานรงสตกกระทบกบพนผวโลกททบแสง เชน พนหนแขง พลงงานสวนนถกดดซบ (absorbed) หรอสะทอนกลบโดยพนหนแขงนน ดงแสดงในรปท 8 สดสวนของพลงงานชวงคลน Visible ทสะทอนกลบของพนผว เรยกวา Albedo แสดงคาเปนจ านวนเปอรเซนต วตถเชน หมะทตกลงมาใหม ๆ หรอเมฆทหนามากๆ คาการสะทอนกลบของพลงงานชวงคลน Visible หรอคา Albedo มคาสงมาก เมอพจารณาจากอวกาศวตถเหลานจะสวางจามาก ทงน เพราะวตถสะทอนพลงงานรงสทเขามาตกกระทบไดเปนจ านวนมาก พนทปาไมและพนดนมคา Albedo ต ากวาจง

7

ปรากฏเปนสด า ส าหรบคาเปอรเซนตการสะทอนของลกษณะเฉพาะของพนผ วโลกและในบรรยากาศแสดงดงตารางท 1

รปท 8 คณลกษณะของวตถทบแสงและโปรงแสง

ตารางท 1 คาประมาณการสะทอนกลบของลกษณะเฉพาะของพนผวโลกในภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน Visible วตถใดทสามารถดดซบพลงงานรงสไดทกความยาวคลน เรยกวา Blackbody แตในสภาวะการณทเปนจรงไมมวตถใดทมความสามารถประพฤตไดเชนนน ดงนน Blackbody จงไมปรากฏขนจรงในธรรมชาตของโลกใบน อยางไรกตาม นกวทยาศาสตรใชแนวคดนเพอท าการศกษาทฤษฎพลงงานรงส

8

การแผพลงงานรงสในบรรยากาศ (Radiation in the Atmosphere) บรรยากาศเปนสอโปรงใส คอ พลงงานการแผรงสสงผานไปในบรรยากาศได ในขณะทพลงงานการแผรงสสงผานบรรยากาศหรอพนมหาสมทรมหลายสงเกดขน พลงงานรงสชวงคลน Visible ถกดดซบ (Absorb) สงผาน (Transmit) หรอสะทอนกลบโดยโมเลกล, สงแขวนลอยในอากาศ (Aerosols), ผลกน าแขง (Ice Crystals) และหยดน า (Water droplet) ซงเปนสวนประกอบในบรรยากาศ อนภาคตางๆ เหลานท าใหเกดการกระจดกระจาย (Scatter) คลนแสงออกเปนสตางๆ อนประกอบดวยสแดง, สม, เหลอง, เขยว, ฟา, และสมวง (เมออนภาคตางๆ ในบรรยากาศกระจดกระจายคลนแสง ชวงคลนทมสฟาจะแพรกระจายไดมากทสดท าใหทองฟามสฟา) นอกจากนพลงงานรงสชวงคลน Visible ถกดดซบหรอสะทอนกลบโดยพนผวโลกทแตกตางกนออกไป กระบวนการเหลานแสดงในรปท 9 สวนพลงงานรงสชวงคลนอนฟราเรดเมอผานเขามาในบรรยากาศจะถกดดซบ , สงผาน, สะทอนกลบ หรอกระจดกระจาย นอกจากนนความแตกตางของพนผวโลกและเมฆสามารถดดซบพลงงานรงสชวงคลนอนฟราเรดและแผรงสกลบ (re-emit) ในรปแบบของความรอนคนสบรรยากาศดงแสดงในรปท 10

รปท 9 Visible light in the Atmosphere

รปท 10 Infrared energy in the Atmosphere

9

8. การสงผานพลงงานของบรรยากาศ (Transmissivity of the Atmosphere) คลนรงสแมเหลกไฟฟาบางชวงคลนสงผานบรรยากาศไดโดยงาย ในขณะทบางสวนถกกกไว ความสามารถของบรรยากาศทยอมใหพลงงานการแผรงสสงผาน เรยกวา Transmissivity คาเฉลยของ Transmissivity ของบรรยากาศในขณะทปราศจากเมฆแปรตามความยาวคลน แกสในบรรยากาศดดซบพลงงานรงสไดในบางชวงคลนและยอมใหพลงงานรงสในบางชวงคลนสงผานไป รปท 11 กราฟแสดงคาการสงผานของพลงงานรงสในแตละชวงคลน โดยทความยาวคลน(เมตร) แสดงในแกนนอนทางตอนบนของกราฟและจ านวนเปอรเซนตของการสงผานพลงงานรงสของบรรยากาศแสดงในแกนตง

รปท 11

รปท 11 Transmissivity of the Atmosphere and the Spectral Range of Five Main Sensors on the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR)

บรรยากาศเปนเสมอนสงทบแสงส าหรบรงสคลนสนซงมพลงงานมากเชน อลตราไวโอเลต แกมมา และเอกซเรย ทงนเพราะบรรยากาศดดซบพลงงานเหลานไว ตวอยางทพบโดยทวไปของปรากฏการณเหลานเชน การดดซบรงสคลนสนของโอโซนในบรรยากาศ ซงโอโซนเปนแกสในบรรยากาศดดซบพลงงานรงสทมความยาวคลนต ากวาประมาณ 0.3 um ไดเกอบ 100 เปอรเซนต ถาหากบรรยากาศของโลกปราศจากชนโอโซน พลงงานรงสคลนสนเหลานสงถงพนโลกและเปนไปไมไดเลยทสงมชวตสวนใหญจะด ารงชพอยได

บรรยากาศยงดดซบพลงงานในแถบความยาวคลนในบางชวงคลนโดยเฉพาะ (specific wavelength bands) ไดอกดวย โดยเฉพาะอยางยงในชวงคลนอนฟราเรดและไมโครเวฟ ในยานทถกดดซบโดยแกสในบรรยากาศทปรากฏในแถบคลนแมเหลกไฟฟานนเรยกวา Absorption bands ในรปท 11 แถบคลนพลงงานแมเหลกไฟฟาทถกดดซบแสดงดวยคาการสงผานทคอนขางต า ตามแนวแถบของคลนพลงงานแมเหลกไฟฟาทถกดดซบนนอาจมบางชวงคลนทบรรยากาศท าตวเสมอนสอโปรงใสยอมใหคลนเหลานนทละผานออกไปเรยกวา Atmospheric windows ในรปท 11 แสดงดวยคาการสงผาน (Transmission values) ทสงทสดยงพบวาภายในชวงคลน Visible พบวาเปนบรเวณทพลงงานของดวงอาทตยออกสบรรยากาศไดมากทสด ในวนททองฟาปราศจากเมฆพลงงานรงสชวงคลน Visible จากดวงอาทตยสงผานบรรยากาศไดอยางอสระโดยไมไดถกดดซบจากแกสในบรรยากาศ ในขณะเดยวกนในชวงคลนอนฟราเรดกมลกษณะเชนเดยวกน คอ มบางชวงทสามารถ

10

ทะลออกไปจากบรรยากาศได ชวงคลนอนฟราเรดนมสวนส าคญอยางมากตอ Remote Sensing ทงนเพราะชวงคลนเหลานเกดขนเชนเดยวกบการแผพลงงานรงสออกของพนผวโลกซงพลงงานความรอน (Thermal energy) ทแผรงสจากโลกทะลผานบรรยากาศ และเขาสอวกาศทซงมเครองตรวจวดพลงงานการแผรงสตรวจจบพลงงานในสวนน 9. ชนดของขอมลดาวเทยมอตนยมวทยา (Satellite data types) ดาวเทยมอตนยมวทยากวาดจบ (scan) ในหลายชวงคลนเพอผลตเปนภาพดาวเทยมอตนยมวทยา คาความสองสวางตามอณหภมของวตถ (Brightness Temperature value) ในแตละชวงคลนพรอมกบขอมลทตรวจวดจากชองรบสญญาณอนๆ ทสงลงมาจากดาวเทยม ชองรบสญญาณดาวเทยมในชวงคลน Visible และ Infrared มทงหมด 6 ชอง อยางไรกตามไมมดาวเทยมดวงใดๆ ทกวาดจบครบทกชองสญญาณ และแตละชองสญญาณจะมลกษณะเฉพาะ ส าหรบชองรบสญญาณของดาวเทยมอตนยมวทยาแสดงดงตารางท 2

ตารางท 2 แสดงชองสญญาณของดาวเทยมอตนยมวทยา

11

10. ประเภทของขอมลดาวเทยมอตนยมวทยา (Type of Satellite Data) 10.1 ภาพถายดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน Visible (Visible Imagery) เครองมอตรวจวด (sensors) ในยคแรกทตดตงอยบนดาวเทยมใชส าหรบตรวจวดชวงคลน Visible สามารถปรบรบสญญาณได ชวงคลน

ดงกลาวจะอยในชวง 0.4 – 0.74 um การรบปรมาณรงสของการสะทอนของชวงคลน Visible นนเครองมอตรวจวดปฏบตการในเวลากลางวนเทานน เพราะเครองมอตรวจวดอาศยการสะทอนกลบของแสงอาทตย (หรอในตอนกลางคนทพระจนทรเตมดวง)ความเขมของการสะทอนกลบของวตถใดๆ บนพนโลกจะขนอยกบมมของดวงอาทตยทตกกระทบ มมตกกระทบของดวงอาทตยแปรเปลยนตามชวงเวลาในแตละวน, ป และละตจด คาการสะทอนของวตถทถกกวาดจบ (Scan) มผลตอความเขมในการสองสวาง (Brightness) โดยทวไปเมฆทปรากฏในภาพดาวเทยมอตนยมวทยามคาการสะทอนมากทสด ปรมาณการสะทอนของเมฆขนอยกบความสญเสยของพลงงานรงสในขณะผานบรรยากาศ (Optical Depth) เมฆทมการสญเสยของพลงงานรงสในขณะผานบรรยากาศมากกวาเปนผลท าใหการสงผานพลงงานรงสในชวงคลน Visible มปรมาณนอย ความสญเสยของพลงงานรงสในขณะผานบรรยากาศ (Optical Depth) เพมมากขนนนขนอยกบ

ความหนาของชนเมฆ ความหนาแนนของจ านวนอนภาคของเมฆ ขนาดของอนภาคทมขนาดเลก สดสวนของอนภาคของของเหลวกบผลกน าแขง

ขอจ ากดทส าคญของภาพถายดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน Visible คอ ไมสามารถทจะไดภาพในตอน กลางคน ส าหรบภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน Visible น ามาใชในการแปลความหมายดงตอไปน 1. แปลความชนดของเมฆตางๆ โดยพจารณาจากรปราง (Shape) และเนอของเมฆ (Texture) ซงภาพ Visible ใหคาความคมชดไดด 2. แปลความระบบของเมฆ (Cloud System) โดยเฉพาะอยางยงเมฆในระดบต า 3. ประเมนความสงของเมฆไดโดยอาศยเงาของเมฆ 4. ประเมนความหนาของเมฆ 5. แปลภาพของเมฆทมขนาดเลกหรอมรปทรงทผดปกต (Anomalous Cloud) 6. หากไมมเมฆปกคลม สามารถแปลความของพนทะเล หรอพนทถกปกคลมดวยน าแขงหรอหมะ และ Sun glint 7. อนภาคทแขวนลอยในอากาศ เชน เถาภเขาไฟ, ฝ น และควน 10.2 ภาพถายดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน Near Infrared (Near Infrared Imagery = NIR)

ภาพถายดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน NIR เปนภาพทไดจากการสะทอนของชวงคลนแมเหลกไฟฟา ทมความยาวชวงคลนอยระหวาง 0.75 – 1 um อยระหวางชวงคลน Visible และ Infrared เปนชวงคลนทมนษยไมสามารถมองเหนได วตถบนพนโลกมเพยงบางชนดทไดรบความรอนจนสามารถแผรงส ในชวงคลนนไดชวงคลน NIR ทสะทอนกลบจากผวโลกและถกกวาดจบดวยเครองตรวจวด ทงนเพราะคาความเขมในการสองสวางของวตถ

12

ในชวงคลน NIR เปนปจจยเชนเดยวกบชวงคลน Visible ขอดของภาพถายดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน NIR คอ วตถบางชนดสะทอนคลนนไดดกวาชวงคลน Visible ตวอยางเชน พชพนธ ซงจะท าใหเกดความแตกตางของแนวชายฝงทะเลไดเปนอยางด (ความแตกตางระหวางพนดนและพนน าตามแนวชายฝง) นอกจากนน ควน หมอกแดดและฝ นกสะทอนไดดกวาชวงคลน Visible ในภาพถายดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน NIR สามารถแสดงใหเหนถงความแตกตางของวตถแมวาจะมปรมาณแสงนอยหรอแมกระทงแสงของดวงจนทร วตถบางอยางสามารถทแพรพลงงานคลนแมเหลกไฟฟาในยาน NIR เพยงพอทจะแยกใหเหนความแตกตางของวตถ เชน แสงไฟในเมอง (City light) และไฟปาปรากฏอยางชดในภาพ NIR ซงกวาดจดไดโดยงายจากเครองมอตรวจวดของระบบ DMSP โดยใช Photomultiplier (ท างานโดยอตโนมต) แสงเหนอ-ใต (Aurora) มความเขมในการสองสวางเพยงพอทปรากฏไดในภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน NIR โดยทวไปใชแปลความหมายของสงตางๆ เหลาน

1. แปลความชนดของเมฆในเวลากลางวนและลกษณะของพนผวโลก 2. พนทตงของเมอง (อาศยแสงไฟ City light) 3. เมฆในเวลากลางคน (อาศยการสะทอนของแสงดวงจนทร) 4. ตดตามการแพรกระจายของไฟปา ควน หมอกแดด ฝ น รวมทงหมอกปนควน (Smog) 5. พจารณาลมในระดบต า (Low Level Winds) ทพดอยเหนอสงแขวนลอยในอากาศ

10. 3 ภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน Far Infrared (Far Infrared Imagery = FIR) ชวงคลน FIR มชอเรยกอกอยางหนงคอ Long Wave Infrared ความยาวของชวงคลนอยระหวาง 10.2 – 12.5 um ในชวงคลนนดาวเทยมกวาดจบการแผพลงงานรงสเฉพาะอยาง การสะทอนกลบของพลงงานแสงอาทตย ไมมความจ าเปนตองใชวตถสวนใหญมสภาพเปน Blackbody กลาวคอวตถสวนใหญจะดดซบพลงงานแสงอาทตย (แทนทจะสะทอนกลบ) ความเขมในการสองสวางทปรากฏทเครองตรวจวดพลงงานในชวงคลน FIR ขนอยกบอณหภมของวตถนน อณหภมของวตถขนอยกบมมของดวงอาทตย ซงแปรเปลยนไปตามชวงเวลาของวนและปรวมทงละตจดดวย นอกจากนนลกษณะภมประเทศเปนปจจยทส าคญดวย เชนพนทสงกวาอณหภมยอมต ากวา การสงผานรงสในชวงคลน FIR ผานบรรยากาศนนมปจจยทส าคญทควรพจารณา เมฆทเปนชนบางๆ อนประกอบไปดวยผลกน าแขงสวนมากเกอบจะโปรงแสงส าหรบชวงคลน Visible แตสามารถดดซบและกกกนการสงผานขนมาของพลงงานรงสในชวงคลน FIR โดยเฉพาะหยดน าในเมฆเปนตวดดซบไดด ดงนน เมฆชนต าและเมฆซนกลางลวนแลวมผลตอการแผขนมาของรงส FIR ความสามารถในการดดซบของเมฆเพมขนหากความหนาแนนของอนภาคเพมขนและขนาดของอนภาคลดลง อยางไรกตามการดดซบและการแพรกระจายพลงงานจากเมฆในชวงคลน FIR ในอตราสงเราสามารถสนนษฐานวาเมฆสวนใหญแพรกระจายดงเชน Blackbody ชวยใหเราตรวจวดไดอยางแมนย าในการตรวจคาอณหภมแลวอนมานความสงของเมฆนน ในทางปฏบตใชในการแปลความสงตางๆ เหลานคอ

13

1. เมฆ

ความสงของเมฆ ระบบของเมฆ (cloud system) โดยเฉพาะอยางยงเมฆในระดบสง ชนดของเมฆ ความหนาของเมฆ

2. กระแสลมในระดบบน (Upper Levels) 3. วเคราะหอณหภมน าทะเล (STT : Sea Surface Temperature) 4. ตดตามการเคลอนตวของกลมควน หรอเถาภเขาไฟในระดบบน 5. สงแขวนลอยหรอเจอปนในอากาศ และควนปนหมอก (Smog) 6. พายฝ น 7. ความแตกตางของภมประเทศ (เชน พนดน/น า) 8. ทางเมฆ (Aircraft Contrail) อนเกดจากเครองบนและความชนในระดบต า

10.4 ภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน Middle Infrared (Middle Infrared Imagery = MIR) ภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน MIR ไดจากการตรวจวดพลงงานการแผรงสทมความยาวคลน 3.55 – 4.03 um ซงเปนแถบคลนทอยใกลกบ Visible และ Infrared หรอเรยกวา Short Wave Infrared มลกษณะคลายกบภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน NIR กลาวคอเปนการรวมคาของพลงงานในการสะทอนและการแผรงส แตมปรมาณการแผรงสไดมากกวา ในเวลากลางวนภาพดาวเทยมอตนยมวทยาในชวงคลนนคอนขางจะสบสนยากตอการแปลความ ดงนน จงไมนยมใชแปลความ แตในเวลากลางคนการสะทอนของพลงงานแสงอาทตยหมดไปภาพทไดรบจะมลกษณะเชนเดยวกบภาพดาวเทยมอตนยมวทยาในชวงคลน FIR ปรมาณการแผรงสของวตถขนอยกบปจจยตาง ๆทมผลตอชวงคลน FIR ขอดของภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน MIR คอ เมฆชนต าทมปรมาณการแผรงสอยในเกณฑต ากวาภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน FIR เมฆชนต าจงมลกษณะเปน Graybody แทนทจะเปน Blackbody เมฆชนต ามลกษณะทเยนกวาทปรากฏในภาพดาวเทยมอตนยมวทยาในชวงคลน FIR ชวยเพมความแตกตางของพนดนและเมฆและงายตอการแปลความ นอกจากนนพลงงานรงสชวงคลน MIR ทะลผานเมฆชนสงไดมากกวาชวงคลน FIR ท าใหเมฆทประกอบดวยผลกน าแขงอนกวาเมฆทประกอบดวยน า ภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน MIR ใชคนหาเมฆ Cumulonimbus ทฝงตวอยในเมฆ Cirrostratus ทหนา ๆ ได และใชตรวจจบตาของพายไดถงแมวาจะถกปกคลมดวยเมฆ Cirrus อากาศอนชนทมความลกมาก (หนา) เชนมวลอากาศในเขตรอน โดยทวจะปรากฏเปนบรเวณทคอนขางจะแจมใสมากกวาเมอน าไปเปรยบเทยบกบภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน FIR สงนท าใหเมฆชนต าแยกออกไดโดยงายและการอานคาอณหภมผวพนใกลเคยงกบความเปนจรงมากทสดภายใตสภาวะเงอนไขน ภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน MIR ใชในการแปลความเกยวกบสงตาง ๆ ดงตอไปน

14

1. เมฆชนต า 2. เมฆชนสง (เปรยบเทยบกบ FIR) 3. ลกษณะภมประเทศ (แสดงความแตกตางของพนดนและพนน าไดด) 4. อณหภมน าทะเล 5. ไฟปา 6. สงแขวนลอยในอากาศ (ควน เถาภเขาไฟ และฝ น)

10.5 ภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชนด Water Vapor เครองตรวจวดพลงการแผรงสตรวจวดพลงงานในชวงคลนของ Infrared ความยาวคลนระหวาง 5.7-7.1 um ในยานดงกลาวพลงงานถกดดซบดวยไอน า (Water Vapor) ท าใหการสงผานพลงงานเปนไปไดเพยงเลกนอย ดาวเทยม GOES และ GMS ตรวจวดความยาวคลน 6.7 um และ METEOSAT ตรวจวดความยาวคลนระหวาง 5.8- 7.1 um

เนองจากการดดซบและการแผกระจายของพลงงาน ในชวงคลนนอยในอตราทสง ชนความชนในบรรยากาศดดซบพลงงานจากชนความชนทอยในระดบต ากวา ในขณะเดยวกนกแพรกระจายรงสโดยทมสภาพเปน Blackbody ดวยเหตนจงเปนการแพรกระจายทมลกษณะเปนชนๆ ซอนกนขนไป กลาวคอมการดดซบและแพรกระจายจากระดบหนงไปสอกระดบหนงจนกระทงถงชนบนสด ถาความชนใกลกบระดบ Tropopause มปรมาณมากอยางมนยส าคญ สภาพของ Blackbody ถกตรวจพบโดยดาวเทยมในระดบน ซงปรากฏเปนบรเวณทมอณหภมเยน (Cold Temperature) ในทางตรงขามถาบรเวณนมปรมาณความชนคอนขางนอย พลงงานทตรวจจบไดทมาจากเบองลางหรอผวพน ซงปรากฏเปนบรเวณทอณหภมอนกวา (Warm Temperature) ดงนนจงสณนษฐานไดวาบรเวณทมอณหภมเยนสอดคลองกบความชนสงในระดบบน ในขณะทบรเวณทมอณหภมอนจงสอดคลองกบความชนนอยในระดบบน อยางไรกตามตองค านงถงความหนาแนนของจ านวนไอน า ถงแมวาอากาศบรเวณ Tropopause มความชนเกอบ 100% แตความหนาแนนของไอน ามนอยพลงงานบางสวนจากระดบลางจะทะลผานขนไปได พลงงานทตรวจวดไดสงสดจงไมไดมาจากระดบบนสดเพยงระดบเดยว แตมาจากหลายระดบดวยกน ปรมาณพลงงานประมาณ 80% ทตรวจวดไดจากดาวเทยมสวนใหญจะอยในระดบ 610-240 hPa เฉลยแลวอยในระดบ 400 hPa ปรมาณการแพรกระจายของรงสขนอยกบจ านวนและความสงของไอน า จ านวนและความสงของเมฆ และอณหภมของระดบทแพรกระจาย ภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชนด Water Vapor ใชในการแปลความเกยวกบสงตางๆ เหลาน 1. ประเมนปรมาณความชนของไอน าในระดบกลางและระดบสง 2. ตดตามสภาพอากาศในระดบบน 3. การก าหนดบรเวณกระแสลมกรด 4. บรเวณ Clear Air Turbulence

5. บรเวณ Clear Icing 6. บรเวณทมโอกาสในการเกดทางเมฆ (Contrail)

15

11. การเนนล าดบความเขมในภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน Infrared (Enhanced Infrared) ในกรณทการแปลความภาพเมฆดวยสายตาในชวงคลน Infrared ถาบรเวณเมฆทมอณหภมแตกตางกน

นอย โทนสจะมความใกลเคยงกนมาก ท าใหยากตอการแปลความ จงมการใชวธทเรยกวา Enhanced Infrared ซงเปนการปรบเปลยนโทนสภาพ โดยมการก าหนดคาอณหภมใหสมพนธกบความสวางทเปนเปาหมาย แลวก าหนดสตามตองการ ซงจะเปนภาพในโทนสเทา (ในภาพขาว-ด า) หรอเปนแถบสตามคณสมบตความสามารถของคอมพวเตอรทจะท าไดวธการเนนล าดบความเขมของภาพนยมใชกนอยางแพรหลายส าหรบการแปลความเกยวกบความแรงของพายหมนเขตรอนหรออณหภมยอดเมฆแตทงนตองมความเขาใจและทราบถงการก าหนดสทสมพนธกบคาอณหภมของภาพนนๆ ดวย และโดยทวไปกรรมวธในการเนนล าดบความเขมทนยมใชแบงออก ไดเปน 1. ZA Curve

2. MB Curve 3. BD Curve

รปท 12 แสดงการเนนล าดบความเขมของภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน IR

16

ตอมาไดมการพฒนาการเนนล าดบความเขมของภาพดาวเทยมอตนยมวทยาโดยใชสตางๆ น ามาประยกตใชในภาพดาวเทยมอตนยมวทยาแทนการแสดงดวยสขาว โทนสเทา และสด า ซงท าใหงายตอการแยกลกษณะตางๆ ทปรากฏอยบนภาพดาวเทยมอตนยมวทยา เทคนควธการดงกลาวเรยกวา Color Enhancement ส าหรบเทคนคลาสดทนยมใชกนอยางแพรหลายมากในปจจบนคอ Multisprectral Techniques คอ เทคนคทอาศยความแตกตางของภาพดาวเทยมอตนยมวทยาทไดรบมาจากหลายชองรบสญญาณ เพอท าใหปรากฏขอมลทส าคญในทางอตนยมวทยาไดอยางเดนชด ซงจ าเปนตองรเกยวกบคณลกษณะรวมทงจดเดนและจดดอยของภาพดาวเทยมอตนยมวทยาทไดรบในแตละชองรบสญญาณเปนส าคญกอนทจะน าเทคนคนมาประยกตใช โดยทวไปเปนการน าภาพดาวเทยมอตนยมวทยาตงแต 2 ภาพขนไปทครอบคลมพนทและเปนชวงเวลาเดยวกน ดาวเทยมอตนยมวทยาชนดโคจรใกลขวโลกจะใชขอมลในแตละชองรบสญญาณแตเปนเสนทางทกวาดจบสญญาณเดยวกน สวนดาวเทยมอตนยมวทยาชนดโคจรประจ าทอาจใชภาพดาวเทยมหลายดวง เชน GOES EAST และ GOES WEST เพอใชในการสรางภาพดาวเทยมอตนยมวทยาดวยเทคนคน เทคนค Multisprectral มดวยกนหลายวธ แตวธหนงทใชกนอยางแพรหลายคอ การน าขอมลจากชอง รบสญญาณหนงมาลบออกจากขอมลของอกชองรบสญญาณหนง ดงตวอยาง

รปท 13 แสดงการลบกนระหวางคา Brightness Temperature FIR และ MIR ถาขอมลจากชองรบสญญาณ A กวาดจดพลงงานมากกวาชองรบสญญาณ B (ในพนทเดยวกน) ผลจากการน า A – B คาทไดจะเปนบวก ในท านองเดยวกนหาก Aนอยกวา B คาทไดจะเปนลบ แตหากไมความความแตกตางคาทไดเทากบศนย จากตวอยางคอการน าภาพดาวเทยมอตนยมวทยาในชวงคลน MIR ลบออกจากภาพดาวเทยมอตนยม วทยาในชวงคลน FIR ซงทงสองเปนภาพในเวลากลางคน พบวาพนดน พนน า และเมฆชนกลางทปรากฏในภาพทงสองนนมคาเทากน เมอน ามาลบกนจงไดผลลพธเทากบศนย สวนเมฆชนต าคา Brightness Temperature ทปรากฏในภาพดาวเทยมอตนยมวทยาในชวงคลน MIR มคาต ากวาทปรากฏในภาพดาวเทยมอตนยมวทยาในชวงคลน FIR ดงนน ผลลพธทไดจงมคาทไมเทากบศนย ในขณะทเมฆทประกอบดวยผลกน าแขงทปรากฏในภาพ FIR

A B

17

มลกษณะเยนกวาทปรากฏในภาพดาวเทยมอตนยมวทยา MIR ดงนน ผลลพธทไดจงมคาไมเทากบศนยเชนเดยวกน ผลของภาพดาวเทยมอตนยมวทยาทไดจงแสดงใหเหนเฉพาะเมฆชนต าและเมฆชนสงเทานน นอกเหนอจากนยงมเทคนคในการสรางภาพดวยเทคนค False Color Multispectral ซงเปนอกเทคนคหนงทน ามาใช ซงขนอยกบการแสดงผลของจอแสดงภาพ โดยการน าแมสหลกอนประกอบดวยสแดง สเขยว และสน าเงน มาใชแทนคาความเขมทปรากฏในภาพขาว-ด า แสดงดงตวอยาง

รปท 14 False Color multispectral 12. ขอจ ากดทมผลกระทบตอขอมลภาพดาวเทยมอตนยมวทยา(Limitation Affecting Satellite data) 12.1 Attenuation คอการสญเสยพลงงานเนองจากการถกดดซบ (Absorption) หรอกระจดกระจาย (Scattering) ท าใหพลงงานทไปถงเครองมอตรวจวดพลงงานทตดตงบนดาวเทยมมปรมาณนอยกวาทเปนจรง ท าใหภาพของเมฆทปรากฏในภาพดาวเทยมอตนยมวทยาอยสงกวาความสงจรง (appear colder than) สภาวะทท าใหเกด Attenuation ขนอยกบ

ความหนาแนนของปรมาณไอน าในบรรยากาศเนองจากไอน าเปนตวการดดซบพลงงานทส าคญทสด หากพลงงานทแผขนไปผานบรเวณทบรรยากาศมไอน าหนาแนน พลงงานบางสวนจะถกดดซบไว พลงงานสวนทเหลอทแผไปถงดาวเทยมจงมใชปรมาณจ านวนเตมทแทจรงทแผกระจายออกจากแหลง

ระยะทางระหวางดาวเทยมกบแหลงสงพลงงาน ทมระยะทางยาวกวามผลท าใหเกด Attenuationมากกวาดวย อยางไรกตาม Attenuation ทมสาเหตจากระยะทางหรอจากการถกดดซบโดยแกสอน ๆ นบวามคานอยมากเมอเทยบกบ Attenuation ทมสาเหตมาจากไอน า การกระจดกระจาย (Scattering) ทเกดขนเมอพลงงาน แผไปกระทบอนภาคของสงตางๆ ในบรรยากาศ เชน ฝ น ผง หรอหยดน ากเปนสาเหตของ Attenuation ไดเชนเดยวกน

12.2 Contamination เกดขนเนองจากมแหลงพลงงานหลายแหลงซอนทบกน คาของปรมาณพลงงานท เครองตรวจวดพลงงานบนดาวเทยมทตรวจจบไดจงเปนคาทไมถกตองจากระดบยอดเมฆนนๆอยางแทจรง สภาวะ ทท าใหเกด Contamination ขนอยกบสภาพตาง ๆ ดงน

18

1. ความหนาของเมฆและมมกลอง

รปท 15 การเกด Contamination จากความหนาของเมฆและมมกลอง

จากรปท15อณหภมทแผจากสวนยอดของเมฆยอมต ากวาอณหภมทแผจากฐานของเมฆ ดงนนดาวเทยม

จะเฉลยจ านวนพลงงานทไดรบจากเมฆกอนนออกมา ซงจะปรากฏวาอณหภมของเมฆกอนนสงกวาอณหภมทยอดเมฆ ดงนน ในภาพถายดาวเทยมอตนยมวทยา จะแสดงยอดของเมฆกอนนมระดบต ากวาความสงจรง

2. ชองวางระหวางเมฆ

ก ข

รปท 16 การเกด Contamination จากชองวางระหวางเมฆ จากรปท 16 ในภาพ ก.พลงงานจากแหลงอนๆ ในระดบต ากวาแทรกตวขนไปตรงบรเวณชองวางของเมฆ เมอพลงงานในบรเวณนไปถงเครองตรวจวดพลงงาน อณหภมทตรวจวดไดจงสงกวาอณหภมควรจะเปนจรงของยอดเมฆนน สวนในภาพ ข. พลงงานในระดบต ากวาไมสามารถแทรกตวขนไปสดาวเทยมได โอกาสทจะเกด Contamination ยอมนอยกวากรณของภาพ ก. อณหภมทตรวจวดไดจะมคาใกลเคยงกบอณหภมจรงของยอดเมฆนน

19

3.ความแตกตางของความชนอณหภมทางดง

รปท 17 แสดงความแตกตางของความชนอณหภมทางดง

จากรปท 17 เมฆ CI บางๆ จะปรากฏในภาพดาวเทยมอตนยมวทยาอยต ากวาความเปนจรง เพราะอณหภมจากเมฆ หรอจากผวพนในระดบต ากวาจะแผขนไปรวมกบอณหภมของเมฆ CI บางๆ นน ปรมาณพลงงานรวมทไปถงดาวเทยมจงมากกวาพลงงานจรงของเมฆ CI ผลจาก Contamination ท าใหภาพของเมฆทปรากฏในภาพถายดาวเทยมนนอยต ากวาความสงจรง

12.3 Foreshortening คอ สภาพของเมฆทเกดขนบรเวณใกลๆ กบขอบภาพในภาพดาวเทยมอตนยมวทยา ทมลกษณะรนชดตดกน อนเปนผลมาจากมมกลอง Foreshortening ท าใหขอมลผดพลาดดงตอไปน 1. ชองวางระหวางเมฆอยชดกนเกนไปกวาความเปนจรง 2. เนองจากเมฆตามบรเวณขอบภาพกบเครองตรวจวดพลงงานท ามมกนคอนขางลาดมาก ดงนน พลงงานทจบไดอาจมาจากดานขางของเมฆ (โดยเฉพาะเมฆกอตวในทางตง) แทนทจะเปนพลงงานจากยอดเมฆ 3. ต าแหนงของเมฆทแสดงในภาพอยเลยต าแหนงจรงทเมฆนนปกคลมผวโลกอย ดงแสดงในรปท 18

รปท 18 Foreshortening

20

การแปลความภาพดาวเทยมอตนยมวทยา (Satellite Imagery Interpretation)

ในการจ าแนกเมฆแตละชนดในภาพถายดาวเทยมอตนยมวทยา พจารณาไดจากการสงเกตลกษณะเฉพาะ (Feature) ทปรากฏในภาพถายดาวเทยมอนประกอบดวย 1. คาความสองสวาง (Brightness) คาความเขมในการสองสวางเปนสงทดทสดทใชในการพจารณาคณลกษณะของเมฆ และยงใชประเมนคาความหนาและความสงของเมฆได โดยทวไปคาความสองสวางมากๆ ทปรากฏในภาพ VIS เกยวของกบความหนาของเมฆ ซงมการสะทอนแสงดวงอาทตยไดมากกวา และแสดงใหเหนเปนสขาวเจดจาลงไปจนถงสเทาออน ๆ สวนเมฆทบางกวาจะมโทนสเทาเขมจนถงคอนขางด า ในภาพ IR บรเวณทมคาความสองสวางมาก ๆ หมายถง บรเวณทมอณหภมต ามาก เชนบรเวณสวนยอดของเมฆ หรอเมฆทกอตวในระดบสงมกจะมอณหภมต า สทปรากฏในภาพดาวเทยมจงเปนสขาวหรอสเทาออน ๆ สวนเมฆทอยต ากวาและมอณหภมอนกวาจะปรากฎในโทนสทคล ากวาหรอบางครงอาจกลมกลนไปกบพนดนหรอพนน าได 2. ความหยาบ/ละเอยดของพนผวเมฆ (Cloud Texture) ความหยาบ/ละเอยดของพนผวเมฆเปนสงส าคญอกประการหนงทใชในการพจารณาแปลความ ซงแสดงเฉพาะในภาพ VIS เทานน โดยพจารณาเงาทปรากฏขนของเมฆ เมฆทมลกษณะตะป มตะป าและกอตวในทางตงมกท าใหเกดเงาไดดและมเงาเปนจ านวนมาก แสดงวาเมฆกอนนนมพนผวทหยาบ ขณะทเมฆทมพนผวในสวนยอดของเมฆราบเรยบ (Smooth) มกจะปรากฏเปนเงาขนในบรเวณสวนยอดของเมฆนน แตจะมการทอดเงาเฉพาะบรเวณขอบไปยงชนเมฆทอยต ากวาหรอบนพนดน ลมชนบนอาจท าใหเมฆทเกดขนในระดบสงฉกขาดออก ซงอาจปรากฏใหเหนเปนเสนใยในภาพดาวเทยมอตนยมวทยา 3. รปรางลกษณะของโครงสราง (Organizational pattern) รปรางทปรากฏในภาพดาวเทยมอาจมลกษณะโครงสรางเปนแบบแถบ (Band), แนวหรอเสน (Linear), การหมนวนหรอแนวโคง (Circular) และรปแบบเซลล (Cellular) 4. ความคมชดของขอบ (Edge definition) ขอบของเมฆทปรากฏในภาพถายดาวเทยมเชนลกษณะทขาดวน หรอเปนขอบทคมชดรวมทงขนาดและรปทรงของเมฆสามารถใชในการพจารณาชนดของเมฆได โดยทวไปวธทดทสดในการพจารณาจ าแนกเมฆแตละชนดตองน าภาพ VIS และภาพ IR ในชวงเวลาเดยวกนกนหรอใกลเคยงกนและเปนบรเวณเดยวกนมาพจารณารวมกนเสมอ ในภาพ VIS ใชในการพจารณาเกยวกบรปทรงของเมฆ, ความหยาบ/ละเอยดพนผวของเมฆ, รปรางลกษณะโครงสรางของเมฆและความหนาของเมฆไดเปนอยางด ขอมลเหลานจ าเปนตองน าไปเปรยบเทยบกบภาพ IR เพอพจารณาความสงต าของเมฆ ซงเมอน ามาพจารณารวมกนจะชวยท าใหไดขอสรปในการแปลความเมฆในภาพถายดาวเทยมไดถกตอง รวมทงสภาพอากาศทคาดวาจะเกดขนจากเมฆชนดนนดวย

21

1. การแปลความเมฆแผน (Stratiform Clouds) เมฆแผนเกดในสภาวะทอากาศทรงตวด (Stable Air) ลกษณะแบนราบและแผออก อาจปรากฏเปนชนๆ ได บรเวณสวนบนของเมฆมพนผวทราบเรยบ รปรางลกษณะทางโครงสรางไมเดนชด อาณาบรเวณของเมฆแผนทแผปกคลมภมประเทศตาง ๆ จะชวยในการจ าแนกชนดของเมฆไดเปนอยางดโดยเฉพาะเมฆทเกดในระดบต าๆ และเนองจากอณหภมของเมฆเหลานนคอนขางอนท าใหปรากฏเปนสคอนขางด าจนถงเทาปานกลาง (Dark to Medium Gray)

1. หมอก/ St รวมกน สวนยอดราบเรยบ พนทปกคลมเปนไปตามลกษณะภมประเทศ ในภาพ VIS สขาวถงเทาปานกลางเมอหนา หากบางจะปรากฏเปนรอยกระด ากระดาง สวนภาพ IR มสด าจนถงเทาปานกลาง เปนเนอเดยวกน อาจแปรเปลยนไปตามอณหภมแตละฤดกาล หากอณหภมระหวางเมฆกบพนผวมความแตกตางกนนอยจะท าใหการแปลความท าไดยาก บางครงอาจมสด ากวาพนดนหากอณหภมของพนดนนนเยนกวา 2. Ac/As สวนยอดราบเรยบปรากฎเปนชนๆ หรออาจเปนรวๆ หรอพนผวราบเรยบหรออาจเปนเซลลขนาดเลกๆ มกเกดรวมกบเมฆ Ci ในภาพ VIS มสเทาออนกระด ากระดางหรอเปนรวๆ ขนอยกบความหนาและ ลกษณะชนของเมฆ สวนภาพ IR เทาปานกลางเปนเนอเดยวกนขนอยกบระดบความสงของเมฆ 2. การแปลความหมอกในภาพถายดาวเทยมอตนยมวทยา ในภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน Visible หมอกปรากฏเปนแผนราบเรยบเหมอนกบเมฆ St ซงเปนการยากมากในการทจะแยกหมอกออกจากเมฆ St ส าหรบภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน Infrared หมอกปรากฏเปนสเทาหมน (Dull Shade of Gray) (ในกรณทมองเหน) หากอณหภมของผวพนและหมอกใกลเคยงกนจะไมปรากฏหมอกในภาพดาวเทยมอตนยมวทยาในชวงคลน Infrared นอกจากนนหากหมอกเกดขนในเวลากลางคน ซงไมมภาพดาวเทยมอตนยมวทยาในชวงคลน Visible เปนเครองมอชวยประกอบในการปลความดวยจงเปนไปไมไดเลยทจะตรวจพบบรเวณทมหมอกปกคลม โดยทวไปภาพดาวเทยมอตนยมวทยาชวงคลน Visible/Infrared สามารถใชรวมกนในการแปลความหมอกซงตองพจารณาหลายชวงเวลาประกอบกน โดยพจารณาบรเวณทปรากฏเปนเมฆสขาวราบเรยบ หากกลมเมฆสขาวเหลานนไมมการเคลอนทเมอเวลาผานไป แสดงวาบรเวณนนเปนพนทหมอกปกคลม ส าหรบการสลายตวของหมอกจะเรมสลายตวจากรเวณขอบนอกเขาสพนทดานในทงนเนองจากบรเวณขอบนอกนนบางกวาหมอกทเกดบรเวณภเขา แมน า หรอหบเขาจะมขอบทคมชด เพราะเปนทหมอกเกดขนในพนทคอนขางจ ากด 3. การแปลความเมฆกอน (Cumuliform Clouds) เมฆกอนเกดขนในสภาวะทอากาศไมทรงตว (Unstable Air) ซงอากาศมการยกตวและจมตว รปทรงของเมฆจะเปนกอนๆ , แถบ, เซลล หรอมลกษณะคลายคลน (Wave) ในภาพ VIS มกปรากฎใหเหนลกษณะพนผวของเมฆเปนตะป มตะป า สวนในภาพ IR ขนอยกบความสงของเมฆเหลานน

22

1. CU กอนเลกๆ รปทรงแตกตางกนไปอาจเกดเปนเงาขนหากมมของดวงอาทตยอยต า พนผวเปนลกษณะตะป มตะป า ในภาพ VIS สขาวปานกลาง สวนภาพ IR ด าถงขาวปานกลางหากเปนกอนเลกๆ หรอเปนกอนเดยวๆ อาจตรวจพบไดยาก

2. CB กอนกลมโตหรอคลายหวแครอทขนอยกบลมชนบน สวนยอดของเมฆเปนตะป มตะป ายอดสงเฉลย 35,000 ฟต และ 60,000 ฟต หากเปน พายฟาคะนองอยางรนแรง ปรากฏเปนสขาวมาก หรออาจปรากฏเงาขนในสวนบนของยอดเมฆในภาพ VIS สวนในภาพ IR มสขาวมาก โดยเฉพาะในพนทสวนยอดของเมฆท Active 3. Sc เปนกอนหรอเซลลและอาจเรยงตวเปนแนวหรอเปนกลม ๆ ขอบของเมฆมกตดกน บางครงอาจเหนพนผวตะป มตะป า ในภาพ VIS บรเวณตรงกลางเปนสขาว สวนบรเวณขอบเปนสเทาเพราะคอนขางบาง ภาพ IR มสด าถงเทาเปนเนอเดยวกน หากเปนแบบเซลลอาจเหนไมชดเจนและหากความแตกตางของอณหภมเมฆกบพนดน/น านอยจะไมสามารถแยกแยะออกจากกนได 4. การแปลความเมฆชนสง (Cirriform Clouds)

1. Ci มลกษณะเปนเสนใยบาง ๆ อาจมองทะลผานและเหนเมฆหรอผวพนทอยต ากวา ในภาพ VIS สด า ถงเทาปานกลางขนอยกบผวพนดานลาง สวนภาพ IR สเทาออน หากเปนเสนใยอาจเหนไมชดเจน 2. Cs/Cc ราบเรยบสวนบนและเปนเนอเดยวกนอาจเหนเปนเสนใยหรอแผน ในภาพ VIS สเทาออนหากบาง หากมความหนาเพมขนจะปรากฏเปนสขาว สวนภาพ IR มสขาวถงเทาออน และแยกแยะออกจากเมฆ ชนกลางไดยาก 3. Anvil Ci มกราบเรยบ ยกเวนบรเวณยอดทพงล าขนไปดานบน ขอบชดเจนทางดานตนลมและทางดานปลายลมอาจไมชดเจน ในภาพ VIS ปรากฏสขาวมาก ในสวนท TS ก าลงแรง และจางลงทางดานปลายลม สวนภาพ IR ปรากฏเปนสขาวมากบรเวณทม TS รนแรง และจางลงทางดานปลายลม

*****************