Unidad avanzada de sondeo por microondas

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La unidad avanzada de sondeo por microondas ( AMSU ) es un radiómetro de microondas multicanal instalado en satélites meteorológicos . El instrumento examina varias bandas de radiación de microondas de la atmósfera para realizar sondeos atmosféricos de los niveles de temperatura y humedad.

Los datos de radiancia de nivel 1 son temperaturas de brillo calibradas .

Los datos geofísicos de nivel 2 de AMSU incluyen:

• Perfil de temperatura desde 3 mbar (45 km) hasta la superficie
• Perfiles de vapor de agua
• Cobertura de nieve y hielo
• Nube de agua liquida
• Tasa de lluvia

Los datos de AMSU también se utilizan junto con radiancias infrarrojas de HIRS, AIRS o IASI para producir productos geofísicos combinados de nivel 2 MW/IR como:

• Perfiles de temperatura
• Perfiles de vapor de agua
• Ozono
• Propiedades de la nube
• Radiaciones infrarrojas despejadas por las nubes

Los datos de AMSU se utilizan ampliamente en la predicción meteorológica. Las temperaturas de brillo se procesan lo más rápido posible y se envían a centros de predicción numérica del tiempo (NWP) en todo el mundo. Estos datos ayudan a mantener la evaluación del estado actual de la atmósfera correcta, lo que a su vez ayuda a hacer predicciones más precisas.

Los registros AMSU a largo plazo también se utilizan en estudios del clima .

AMSU-A + AMSU-B han volado juntos en los tres satélites NOAA KLM: NOAA-15 (NOAA K), lanzado el 13 de mayo de 1998; NOAA-16 (NOAA L), lanzado el 21 de septiembre de 2000; y NOAA-17 (NOAA M), lanzado el 24 de junio de 2002.

Para el NOAA-18 (NOAA N), lanzado el 20 de mayo de 2005, el AMSU-B fue reemplazado por un instrumento similar, la Sonda de Humedad por Microondas (MHS).

Versiones del AMSU-A también vuelan en el satélite científico Aqua Earth de la NASA y en la serie MetOp de EUMETSAT . En estas naves espaciales, el AMSU-B es reemplazado por sondas de humedad por microondas similares: HSB para Aqua y MHS para MetOp.

El AMSU fue una mejora de la Unidad de Sondeo por Microondas (MSU), que incorporaba capacidades de la Unidad de Sondeo Estratosférico (SSU), ambas que habían volado en TIROS -N en 1978 y continuaron en los satélites NOAA-6 a NOAA-14. La siguiente generación de la familia es la Sonda de Microondas de Tecnología Avanzada (ATMS), que voló por primera vez en Suomi-NPP en 2011 y ahora es equipo estándar en la serie de satélites JPSS , el primero de los cuales, NOAA-20 , lanzado en 2017.

Los AMSU fueron fabricados por Aerojet Corporation en Azusa, California . Esta organización ahora es parte de Northrop Grumman Electronic Systems .

Se prefiere que las AMSU estén siempre situadas en satélites de órbita polar en órbitas heliosincrónicas , sin embargo, desde NOAA-15 hasta NOAA-19, todas tenían LTAN a la deriva. En el caso de Metops y EOS Aqua, esto da como resultado que crucen el ecuador en las mismas dos horas solares locales en cada órbita. Por ejemplo, EOS Aqua cruza el ecuador durante el día en dirección norte (ascendente) a la 1:30 p. m. hora solar y en la oscuridad en dirección sur (descendente) a la 1:30 a. m. hora solar.

Los instrumentos de la AMSU realizan un barrido continuo en modo "escobilla giratoria". Durante unos 6 segundos de cada ciclo de observación de 8 segundos, la AMSU-A realiza 30 observaciones en pasos de 3,3° desde −48° hasta +48°. A continuación, realiza observaciones de un objetivo de calibración cálido y de un espacio frío antes de volver a su posición original para el inicio del siguiente barrido. En estos 8 segundos, el punto subsatelital se mueve unos 45 km, por lo que el siguiente barrido se realizará 45 km más adelante en la trayectoria. Mientras tanto, la AMSU-B realiza 3 barridos de 90 observaciones cada uno, con un espaciado de 1,1°.

Durante un período de 24 horas, se producen aproximadamente 14 órbitas. Casi todo el globo se observa tanto de día como de noche, y muchos de ellos en ambos modos. Las regiones polares se observan casi cada 100 minutos.

El AMSU tiene dos subinstrumentos, AMSU-A y AMSU-B. AMSU-A tiene 15 canales entre 23,8 y 89  GHz , y se utiliza principalmente para medir temperaturas atmosféricas (conocido como "sondeo de temperatura"). Tiene una resolución terrestre cerca del nadir de 45 km. AMSU-B, con cinco canales entre 89 y 183,3 GHz, tiene una resolución espacial cerca del nadir de 15 km y está destinado principalmente al sondeo de humedad. El tamaño del punto de ambos subinstrumentos se hace más grande y más alargado hacia los bordes de la franja. Cuando los dos instrumentos se utilizan juntos, hay aproximadamente 9 campos de visión AMSU-B en una matriz de 3x3 correspondientes a cada campo de visión AMSU-A. Esto refleja la mayor variabilidad espacial del vapor de agua en comparación con la temperatura. Las sondas infrarrojas HIRS/3 con la misma resolución espacial que AMSU-B también están incluidas en los satélites NOAA 15-17 y se utilizan junto con AMSU-A y AMSU-B. Juntos, los tres instrumentos forman ATOVS, la sonda vertical operativa avanzada TIROS.

Los instrumentos Aqua y MetOp AMSU-A son sondas de microondas de 15 canales diseñadas principalmente para obtener perfiles de temperatura en la atmósfera superior (especialmente la estratosfera ) y para proporcionar una capacidad de filtrado de nubes para observaciones de temperatura troposférica . El EOS AMSU-A es parte de un triplete de instrumentos estrechamente acoplados que incluyen el AIRS y el HSB . El MetOp AMSU-A funciona de manera similar con HIRS, IASI y MHS. MHS y HSB son variantes del AMSU-B.

• Patrimonio: Unidad de sondeo por microondas (MSU)
• Franja: 1650 km
• Tamaño de la huella: para una altitud nominal de nave espacial de 833 km, 48 km en el nadir (AMSU-A), 16 km en el nadir (AMSU-B).
• Masa: 100 kg
• Ciclo de trabajo: 100%
• Potencia: 125 W
• Velocidad de datos: 3,2 kbit/s
• Ángulo máximo de escaneo: ±49,5°
• Campo de visión instantáneo del instrumento: 3,3° (AMSU-A) 1,1° (AMSU-B)

Tabla 1 Características radiométricas del AMSU-A (de 3,5 ).

Tabla 2 Características radiométricas del AMSU-B (de 4 ).

• Procesamiento de datos para AMSU en Colorado State
• Hoja de datos de AMSU-A del proyecto EOS Aqua de la NASA
• Guía del usuario de NOAA KLM AMSU-A
• Guía del usuario de NOAA KLM AMSU-B
• Guía del instrumento AMSU-A de la NASA
• Datos del AMSU-A de la NASA y de los instrumentos complementarios en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA
• Datos de AMSU y de los instrumentos TOVS y ATOVS asociados en CLASS de la NOAA