(METEOSAT SECOND GENERATION) UYDULARI VE ÜRÜNLERİ -II
Hazırlayan  : E. Servet GÜNYEL /Meteoroloji Müh.
Düzenleyen: Ersoy KABAK /Bilgisayar Prog.

Nowcasting SAF Tarafından Geliştirilen MSG Ürünleri:

No Ürün Adı (Kısaltma) Karekteristiği
1 Cloud Mask and Cloud Amount (CMa) Bulutluluk bilgisi
2 Cloud Type (including fog) (CT) Ana bulut tipleri, kapalılığı, yarı geçirgen ince bulutlar, sis/stratus tanımlama, kar veya deniz buzu oluşumu
3 Cloud Top Temperature/ Height (CTTH) Bulut tepe sıcaklığı ve yüksekliği
4 Precipitating Clouds (PC) Yağış şiddet sınıfları ile birlikte muhtemel yağış yapabilen bulutları belirleme
5 Convective Rainfall Rate (CRR) Konvektif bulutlar ve yağış şiddetleri
6 Total Precipitable Water (TPW) Açık alanlarda toplam subuharı miktarı
7 Layer Precipitable Water (LPW) Her seviye için sıvı su ve bağıl nem dağılımı
8 Stability Analysis Imagery (SAI) Açık hava kararlılık sınıfları (Lifting Index)
9 High resolution Wind from HRVIS (HRW) HRVIS ile yüksek çözünürlüklü(25 km veya daha yüksek) rüzgar
10 Automatic Satellite Image Interpretation (ASII) Tekst olarak bulut görüntüleri ve alan tanımlama ile elde edilen diğer altlıklar
11 Rapidly Developing Thunderstorm (RDT) Konvektif sistemlerin gelişimiyle ilgili özellikleri gösteren Semi-quantitative görüntü ürünleri
12 Air Mass Analysis (AMA) Hava kütlelerinin sınıflandırılmasını tanımlayan temel büyüklüklerin kombinasyonu. Hava kütlelerinin sınırlarının belirlenmesi


1. BULUT MASKI Cloud Mask and Cloud Amount (CMa)


1.1 Amacı

Bulut Mask (CMa) ürünü nowcasting uygulamalarına destek vermek amacıyla Nowcasting SAF tarafından geliştirilmiştir. CMa, hesaplanmış “Yağışa geçebilir toplam ve tabakalı su miktarı”, “Kara ve deniz yüzey sıcaklığı”, “Kar/buz örtüsü tanımı” ürünleri ile bulutsuz alanların belirlenmesini sağlar. CMa aynı şekilde, elde edilmiş olan “Bulut tipi” ve “Bulut tepe sıcaklığı/yüksekliği” ürünleri ile bulutlu alanların belirlenmesini sağlamaktadır. CMa’nın asıl amacı uydu görüntüsünden yüksek güvenilirlikte, bütün bulutsuz piksellerin belirlenmesi olup, aynı zamanda kar/deniz buzu, toz bulutları ve volkanik toz bulutları gibi bilgileri sağlar.


1.2 CMa Algoritması

Algoritma, uydu görüntüsündeki her piksele çok kanallı eşik tekniği uygulanması temeline dayanmaktadır. Bu teknik bir seri testlerden oluşmaktadır. İlk test serisi ile piksellerdeki bulut veya kar/buz örtüsü tanımlanır. Bu test başarısızsa işlem durdurulur(eşik değeri ölçülen gerçek değere çok yaklaşmalıdır). Detaylı bilgi linkteki ürün dokümanında verilmiştir.

İkinci seri testler ile bulut sınıflandırılması yapılmış piksellerde toz veya volkanik bulutlar tanımlanır. Bu testler yapılırken görüntüdeki piksellerin kara veya deniz yüzeyi olması, güneşin ve uydunun konumuna göre açısı ile SEVIRI kanalları üzerinde eşik değerleri oluşturulur.


1.3 CMa Input Verileri

CMa üretilirken kullanılan verilerin bazıları zorunlu değildir. Ancak kullanılması zorunlu olmayan veriler olmadığında ürünün kalitesi düşmektedir.


1.3.1 Uydu Görüntüleme

Aşağıda verilen SEVIRI kanallarının Reftlektivite (yansıma) ve Parlaklık sıcaklıkları, tam uzaysal infrared çözünürlükte ihtiyaç duyulmaktadır.

R0.6µm R0.8µm R1.6µm T3.9µm T8.7µm T10.8µm T12.0µm
Zorunlu - - Zorunlu - Zorunlu Zorunlu

Bulut Maskı(CMa) ürünü hazırlanırken yazılımlar tarafından bu SEVIRI kanalları kontrol edilir ve eğer zorunlu olması gereken kanallar yoksa CMa üretilemez. Çalıştırılan bölgede kullanılan SAFNWC yazılımında girdi verisi olan bu SEVIRI kanalları HRIT(High Rate Image Transmission-Yüksek Yoğunluklu Görüntü İletimi) formatındadır.


1.3.2 Uydu ve Güneş Açıları

Uydu ve Güneşin açı bilgilerinin olması zorunlu olup yazılımda tanımlanan alan ve uydu karakteristiklerine göre yazılım tarafından hesaplanır.


1.3.3 NWP (Numerical Weather Prediction-Sayısal Hava Tahmini) Parametreleri

Aşağıda verilen tahmin parametreleri uydu görüntüsüne yerleştirilerek tekrar input veri olarak kullanılır;

  • Yüzey sıcaklığı (zorunlu değildir ancak kaliteli sonuç almak için gereklidir.)
  • 950 hPa seviyesi(alternatif olarak 925 hPa) hava sıcaklığı (Alçak seviye enverziyonu kontrol etmek için kullanılır.)
  • Atmosferin toplam subuharı içeriği
  • Eğer NWP parametreleri kullanılırsa NWP model grid yükseklikleri (alternatif olarak yüzey geopotansiyel yüksekliği) gereklidir.
SAFNWC yazılımına GRIB (Gridded binary ) formatında verilen NWP verileri yerleştirilerek işlenir. NWP verileri zorunlu değildir. Ancak bu parametreler yazılım ile yerleştirilerek CMa kalitesi yükseltilir.


1.3.4 Yardımcı Veri Seti

Aşağıdaki yardımcı veriler zorunlu olarak uydu görüntüsüne yerleştirilir;

  • Kara/Deniz atlası,
  • Kara/Deniz sınırları atlası,
  • Yükseklik atlası,
  • Aylık klimatolojik minimum SST(deniz yüzeyi sıcaklığı) verileri,
  • Aylık klimatolojik ortalama atmosferik düzeltilmiş 0.6µm kanalı reflektansı (karalar için),
  • Aylık klimatolojik atmosfer subuharı içeriği,
  • Aylık klimatolojik 1000hPa ortalama hava sıcaklığı.
Bu yardımcı veri seti SAFNWC yazılımında MSG uydusunun bütün kapsama alanı için mevcuttur. Çalışılan bölge için yazılım tarafından elde edilebilir. Yazılımın ihtiyaç duyduğu katsayı dosyaları (eşik tabloları) yine yazılım paketinde mevcuttur.


1.4 Kapsama Alanı ve Çözünürlük

CMa yazılımı, MSG uydusunun tam disk alanı içerisindeki kullanıcı tarafından tanımlanabilen SEVIRI infrared tam uzaysal çözünürlükteki dikdörtgen alanlarda işlem yapabilmek üzere dizayn edilmiştir. MSG Kuzey alanı (Avrupa, Kuzey Afrika ve yakın denizleri) dışında kalan alanlarda CMa ürününün doğruluğu tavsiye edilebilir seviyede değildir. Fakat doğrulama sonuçları, orta enlemler, tropikal ve polar alanlarda GOES uydu görüntüleri ile uygun değerlerdedir.


1.5 CMa Çıktıları

Aşağıda CMa çıktılarının içeriği verilmiştir.

  • 3 bit olarak kodlanmış başlıca ürün çıktıları 6 kategoride verilmiştir;
No İşlem Sonuç
0
 İşlem Yapılmadı Data yok yada bozuk
1
 Bulutsuz Bulut ve kar/buz örtüsü yok; fakat ince toz/volkanik bulut kontrol edilmemiş
2
 Parçalı Bulutlu Yarı-geçirgen yada parçalı bulutlu. Toz veya volkanik bulutları içerir
3
 Bulutlu Kesif bulutlar görüş sahasını tamamen kaplar. Kalın toz veya volkanik bulutları içerir
4
 Kar/buz örtüsü -
5
 Tanımlanmadı İşlem yapıldı fakat bilinen ayrılabilir problemler nedeniyle sınıflandırılmamış
  • Hangi testin başarılı olduğu 16 bit olarak tanımlanmıştır;

Her bulutlu piksel için, ölçülen gerçek değere çok yakın olacak şekilde eşik değerlerine göre bit değerleri aşağıdaki adımlarla elde edilir;

No Değer
0
 T10.8µm veya SST
1
 R0.6µm (kara yüzeylerinden) or R0.8µm (deniz yüzeylerinden)
2
 3.9µm kanalı kullanılarak Güneşin yansıması testi
3
 Local Spatial Texture
4
 T10.8µm - T12.0µm
5
 T10.8µm - T3.9µm veya T12.0µm - T3.9µm
6
 T3.9µm - T10.8µm
7
 Uzaysal düzenleme (ayrılmış bulutsuz piksellerin tekrar sınıflandırılması)
8
 T8.7µm –T3.9µm
9
 R1.6µm (denizler için)
10
 T8.7µm –T10.8µm veya T10.8µm –T8.7µm
11
 R1.6µm kullanılarak kar
12
 T3.9µm kullanılarak kar
13-15
 Yedek

  • Ürün kalitesi 9 bit olarak tanımlanmıştır.

Aydınlanma(Güneş açısı) ve görüş şartları 3 bit ile tanımlanır;

Değer Açıklama
0
 Tanımlanmamış(Uzay)
1
 Gece
2
 Alacakaranlık
3
 Gündüz
4
 Güneş Parlaması (Sunglint)


NWP giriş datası 2 bit ile tanımlanır;

Değer Açıklama
0
 Tanımlanmamış(Uzay)
1
 Bütün NWP Parametreleri mevcut (Alçak seviye enverziyonu olmadığı durumda)
2
 Bütün NWP Parametreleri mevcut (Alçak seviye enverziyonu olduğu durumda)
3
 Enaz bir NWP parametresi eksik


SEVIRI giriş datası 2 bit ile tanımlanır;

Değer Açıklama
0
 Tanımlanmamış(Uzay)
1
 Bütün SEVIRI kanalları mevcut
2
 Enaz bir faydalı SEVIRI kanalı eksik
3
 Enaz bir zaruri SEVIRI kanalı eksik


İşlem kalitesi 2 bit olarak tanımlanır;

Değer Açıklama
0
 İşlem yapılmadı (data yok yada bozuk)
1
 İyi kalite(yüksek güvenilirlik)
2
 Zayıf kalite(düşük güvenilirlik)
3
 Uzay düzeltmesi yapıldıktan sonar tekrar tasnif edilmiş. (çok düşük güvenilirlik)


  • Toz belirleme 2 bit ile verilir;
Değer Açıklama
0
 İşlem yapılmadı (data yok yada bozuk)
1
 Toz bulutu var
2
 Toz bulutu yok
3
 Tanımlanmamış(bilinen ayrılabilir problemlerden dolayı)


  • Volkanik bulut belirleme 2 bit ile verilir;
Değer Açıklama
0
 İşlem yapılmadı (data yok yada bozuk)
1
 Volkanik bulut var
2
 Volkanik bulut yok
3
 Tanımlanmamış(bilinen ayrılabilir problemlerden dolayı)


1.6 CMa Görüntüleme Örnekleri

CMa ürününün sadece bir görüntü olmayıp sayısal bir data olduğuna önemle dikkat edilmelidir. Öncelikle, CMa ürününün tek başına ekli kalite, toz ve volkanik bulut tesbit göstergeleriyle birlikte orta ölçekli analiz modellerine giriş datası olarak, objektif kısa vadeli tahminlerin hazırlanmasında dijital olarak kullanılması oldukça zordur. Ancak diğer SAFNWC ürünleriyle (örneğin CT) ile birlikte kullanılabilir

CMa HDF(Hierarchical Data Format) dosyaları, başlıca CMa kategorilerini, toz ve volkanik bulut göstergelerini veren renk paletlerini içermektedir.

14 Temmuz 2003 saat 1300 UTC 10.8µm infrared görüntüsü üzerine yerleştirilmiş toz bulutunu gösterir CMa ürünü. (Etna Volkanik Patlaması)22 Temmuz 2001 saat 0900 UTC 10.8µm infrared görüntüsü üzerine yerleştirilmiş volkanik bulutu gösterir CMa ürünü.
14 Temmuz 2003 saat 1300 UTC 10.8µm infrared görüntüsü üzerine yerleştirilmiş toz bulutunu gösterir CMa ürünü. (Etna Volkanik Patlaması)22 Temmuz 2001 saat 0900 UTC 10.8µm infrared görüntüsü üzerine yerleştirilmiş volkanik bulutu gösterir CMa ürünü.
5 Nisan 2006 0600 UTC tarihine ait Avrupa Cma Ürünü.
5 Nisan 2006 0600 UTC tarihine ait Avrupa Cma Ürünü.

Güncel NWC SAF ürünlerine http://nwcsaf.inm.es/MeteorolProducts.html linkinden ulaşabilirsiniz.
Devam edecek...