Il NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) ha finanziato, costruito e gestito una grande flotta di satelliti ambientali per uso civile su orbita polare per oltre 30 anni. Nel 1979, con il lancio del primo Television Infra-Red Operational Sounder (TIROS), il Television Operational Vertical Sounder (TOVS) a bordo del satellite NOAA-6, il NOAA ha attivato un ampio programma di elaborazione dati del National Environmental Satellite, Data, and Information Service (NESDIS) a Suitland, nel Maryland, allo scopo di generare e distribuire i radiosondaggi TOVS in tutto il mondo in tempo reale (Werbowetzski 1981).
Da allora, i radiosondaggi del NESDIS hanno continuato ad essere distribuiti su scala globale, rappresentando una insostituibile fonte di informazioni meteorologiche e atmosferiche, con un positivo risultato sulle previsioni NWP (Numerical Weather Prediction), la missione primaria del NOAA.
Il panorama delle informazioni meteorologiche dai satelliti ad orbita polare e la loro applicazione in ambito di ricerca sono passate attraverso moltissimi cambiamenti significativi, grazie all’innovazione tecnologica degli ultimi 20 anni.
La relazione che seguirà a puntate fornirà una sinossi dei radiosondaggi satellitari e di tutti i prodotti derivati, e del lavoro del NESDIS sin dal 1980, sino ad arrivare ai moderni NOAA-15 e 16 e dei servizi ATOVS (Advanced TOVS) a bordo di essi.
La configurazione originale del TOVS a bordo del NOAA-6 fu la prima che contemporaneamente conteneva un analizzatore di radiazione infrarossa ad alta risoluzione (High-resolution Infrared Radiation Sounder, HIRS/1), un’unità di rilevazione di microonde a 4 canali (Microwave Sounding Unit, MSU), un’unità di rilevazione stratosferica a tre canali (Stratospheric Sounding Unit, SSU) a livello globale. Fatte salve delle piccole modifiche alle versione HIRS/2 e HIRS/3, i radiometri atmosferici rimasero praticamente invariati sino al lancio del NOAA-15 nel 1998.
I prodotti originali del NESDIS per il NOAA-6 furono basati su un approccio di rilevazione statistica, dovuti essenzialmente a Smith. I radiosondaggi furono prodotti su una matrice 9×7 del piano visuale HIRS (field of view, fov), con il risultato di una spaziatura orizzontale di circa 250km (circa doppia del MSU e circa 10 volte più larga del fov HIRS). Le procedure per il calcolo dei radiosondaggi inclusero un aggiustamento del fov individuale sulla linea di scansione rispetto al nadir, l’interpolazione spaziale del fov MSU e SSU rispetto all’HIRS, e la rilevazione nuvolosa e il suo aggiustamento rispetto all’HIRS.
I radiosondaggi venivano derivati globalmente e in tutte le condizioni meteorologiche, eccetto le forti precipitazioni. I radiosondaggi a cielo sgombro utilizzavano le misurazioni sia HIRS che MSU, mentre i radiosondaggi su cielo nuvoloso l’MSU e l’HIRS dell’alta troposfera. In tutti i casi i dati SSU venivano utilizzati per la copertura stratosferica. Le misurazioni usate erano medie dei 63 fov HIRS (matrice 9×7), con radiosondaggi a cielo libero sul solo sottoinsieme dei fov a cielo libero (con un minimo di 5). La posizione del centro del fov veniva determinata con il calcolo del centroide della media dei fov.
I radiosondaggi di temperatura e umidità erano ottenuti a livelli predeterminati, con i 20 livelli più bassi da 1000 a 115hPa basati su coefficienti di regressione stratificati a seconda della latitudine e aggiornati settimanalmente. I 20 livelli superiori da 100 a 0.1hPa erano a livelli fissi, basati su un set iniziale di coefficienti globali. La distribuzione al pubblico generale, tuttavia, era degradata appositamente ad una scala spaziale orizzontale di 500km.
Il controllo di qualità del NESDIS era tuttavia minimo, e limitato all’eliminazione di grossi errori sulle misurazioni e sui prodotti derivati.
(segue)
