Ebookfinal

Meteorological
Satellite

ดาวเทยี มอุตนุ ิยมวิทยา

จดั ทาโดยนกั เรียน
อุตุนยิ มวิทยาร่นุ ท่ี 28

คานา

หนงั สอื อิเลก็ ทรอนกิ สเ์ ล่มน้จี ัดทาขึน้ เพื่อใหค้ วามร้เู ก่ียวกบั
ดาวเทยี ม โดยผจู้ ดั ทานนั้ ได้ทามาเพ่ือตอ้ งการเผยแพร่ความรู้
ต่างๆ เก่ียวกบั ดาวเทียม และตัวอยา่ งแผนภาพดาวเทียมต่างๆ
ใหผ้ ทู้ ี่ตอ้ งการคน้ คว้าหรอื สนใจสามารถนาหนังสอื อิเลก็ ทรอนกิ ส์
หรอื ข้อมูลต่างๆภายในนี้ไปใชต้ อ่ ให้เกิดประโยชน์ได้

หากหนังสืออิเล็กทรอนิกสเ์ ลม่ นม้ี ขี อ้ มลู ผิดพลาดประการใด
ต้องขออภัยลว่ งหน้าทุกๆท่านด้วย

และหวงั อย่างยง่ิ วา่ หนังสืออเิ ลก็ ทรอนกิ ส์เลม่ นจี้ ะเป็น
ประโยชน์และใหค้ วามร้แู ก่ผู้อ่านทุกๆทา่ นได้

นักเรียนอตุ ุนิยมวทิ ยาร่นุ ท่ี 28
นาย กิตติชยั วบิ ลู ย์อรรถ์ เลขท่ี 5

33นาย ภูตะวัน นันทอินทร์ เลขที่

สารบญั

สารบญั

สารบญั

ดาวเทียมคืออะไรกนั นะ ?

ดาวเทียม (องั กฤษ:satellite) คอื สง่ิ ประดิษฐท์ ่มี นษุ ย์
คิดค้นขน้ึ เปน็ สง่ิ ทสี่ ามารถโคจรรอบโลก โดยอาศยั แรงดึงดูด
ของโลก สง่ ผลใหส้ ามารถโคจรรอบโลกได้ในลกั ษณะเดยี วกัน
กับท่ดี วงจนั ทร์โคจรรอบโลก และโลกโคจรรอบดวงอาทติ ย์
วตั ถปุ ระสงค์ของสิ่งประดษิ ฐ์นเ้ี พอ่ื ใช้ ทางการทหาร การ
สอ่ื สาร การรายงานสภาพอากาศ การวจิ ัยทางวิทยาศาสตร์
เช่นการสารวจทางธรณวี ิทยาสงั เกตการณ์สภาพของอวกาศ
โลก ดวงอาทติ ย์ ดวงจนั ทร์ และดาวอนื่ ๆรวมถงึ การสงั เกต
วัตถุ และดวงดาว ดาราจกั รต่าง ๆ

ดาวเทียมอตุ นุ ยิ มวิทยา (Meteorological Satellite)

คือ อปุ กรณถ์ า่ ยภาพบรรยากาศโลกจากมุมสงู ระยะทางไกล ทาให้
มองเหน็ ภาพรวมของสภาพอากาศซ่ึงปกคลมุ เหนือพ้นื ผวิ ตลอดจนทศิ
ทางการเปลีย่ นแปลง ทาให้สามารถชว่ ยเตือนภยั และพยากรณส์ ภาพ
อากาศลว่ งหน้าได้เปน็ อย่างดี

ดาวเทยี มอตุ นุ ยิ มวิทยา

แบ่งตามวงโคจรไดเ้ ปน็ 2 ชนดิ คอื คอื

1. ชนดิ โคจรผ่านใกล้ขัว้ โลก (Polar Orbiter)

2. ชนิดโคจรประจาท่ี (Equator Orbiter)

ทงั้ สองชนดิ ติดตงั้ เคร่ืองมือตรวจวดั ปรมิ าณพลงั งานรงั สี (Sensor)
ในชว่ งคลืน่ Visible และ Infrared

ดาวเทยี มชนิดโคจรผา่ นใกล้ขัว้ โลก (Polar Orbiter)

ตาแหนง่ ของดาวเทยี มอยสู่ ูงจากพนื้ โลกประมาณ 800 - 1,400 กม.
(400 - 800 ไมลท์ ะเล) ครอบคลุมพ้นื ทที่ วั่ โลก โดยมคี วามคมชดั มาก
เพราะโคจรอยใู่ นระดบั ตา่ ให้ภาพไดเ้ พียงวนั ละ 2 ภาพ (12 ชม. ตอ่ 1
ภาพ) จงึ ไม่เหมาะในการตดิ ตามความเปน็ ไปของสภาพอากาศ ซึ่งมกี าร
เปล่ียนแปลงอย่ตู ลอดเวลา

ดาวเทยี มอตุ ุนยิ มวิทยาชนดิ โคจรผ่านใกล้ขัว้ โลก ได้แกด่ าวเทียมในชดุ

TIROS, TOS, ESSA, ITOS, NOAA, NIMBUS, DMSP วถิ โี คจรจะผ่านไป

ใกลข้ ัว้ โลกทัง้ สองในทกุ รอบการโคจร คือโคจรในแนวเหนอื - ใต้

ขณะทีโ่ ลกหมนุ รอบตวั เองในแนวตะวนั ออก - ตะวนั ตก ในรอบ 24ชวั่ โมงดาวเทยี ม
จะผ่านตาบลหนึ่ง ๆ รวม 2 ครงั้

ดาวเทยี มชนิดโคจรประจาที่ (Equator Orbiter)

ดาวเทียมอตุ นุ ิยมวทิ ยาชนิดโคจรประจาที่(Equator Orbiter)

ตาแหนง่ ของดาวเทยี มอยสู่ งู จากพนื้ โลกประมาณ 35,000 กม.
(19,318ไมล์ทะเล) ครอบคลมุ พื้นที่ทีต่ อ้ งการอยา่ งต่อเนอื่ งสมา่ เสมอ ซงึ่
เหมาะสาหรับติดตามความเปน็ ไปของสภาพอากาศรนุ แรงตา่ ง ๆ เชน่ พายุ
หมุนเขตร้อน, แนวพายุฟ้าคะนอง ฯลฯ สามารถให้ภาพไดท้ กุ ๆ 30 นาที
(และสามารถใชส้ ญั ญาณบังคับใหส้ ง่ ทกุ ๆ 15 นาท่ีได้) พน้ื ท่ที อ่ี ยตู่ งั้ แต่
ละตจิ ูด 60 องศา 2 ไปทางขวั้ โลก (ทัง้ เหนอื และใต้) ทป่ี รากฏในภาพ
ดาวเทยี มอตุ ุนยิ มวทิ ยาภาพท่ไี ด้รบั มคี วามคมชัดลดลง (เปน็ ผลจากมุม
กลอ้ ง) ยากตอ่ การแปลความ

METEOSAT

ดาวเทยี มอตุ ุนยิ มวิทยาชนดิ โคจรประจาท่ีได้แก่ ATSM SMS/GOES,

METEOSAT , GOMS และ GMS ดาวเทยี มโคจรจากทศิ ตะวันตกไปทศิ -

ตะวนั ออก ดว้ ยความเร็วเทา่ กบั ความเรว็ ในการหมนุ รอบตัวเองของโลก
(11,000 กม./ชม.) จงึ เสมอื นว่าลอยตวั อยเู่ หนอื จุดหนง่ึ ตลอดเวลา ในขณะ
เดยี่ วกันดาวเทียมกห็ มนุ รอบตวั เองด้วยความเรว็ 100 รอบตอนาทโี ดยแกน
การหมุนจะขนานกับแกนขวั้ โลกเหนือ-ใต้ตลอดเวลาเนอ่ื งจากอยู่ ณ จุดหน่งึ
ที่กาหนดไวเ้ หนอื เส้นศนู ยส์ ตู ร จึงให้ภาพของบรเิ วณทีต่ ้องการไดอ้ ยา่ ง
ต่อเนื่องสมา่ เสมอเหมาะสาหรับการตดิ ตามความเป็นไปของสภาพอากาศ
อยา่ งย่ิง

โครงการดาวเทยี มอตุ นุ ยิ มวิทยาชนิดโคจรประจา

โครงการดาวเทียมอตุ นุ ยิ มวิทยาชนดิ โคจรประจาทเ่ี ปน็
โครงการภายใตก้ ารส่งเสริมขององค์การอตุ ุนิยมวทิ ยาโลก
(WMO) กับสมาพนั ธว์ ทิ ยาศาสตรน์ านาชาติ (The International
Council of Scientific Unions/ICSU.) เป็นโครงการความร่วมมอื
ระหวา่ งหลายชาติ โดยใชด้ าวเทยี ม 5 ดวง สง่ ข้ึนประจาจุดตา่ ง ๆ
เพื่อครอบคลมุ อาณาบริเวณเป็นเครอื ขา่ ยรอบโลกระหวา่ งละตจิ ูด
60 องศาเหนอื ถงึ 60 องศาใต้ ประเทศตา่ ง ๆ ท่สี ง่ ดาวเทียมขึ้นรว่ ม

โครงการคอื สหรฐั อเมรกิ า, ESA, โซเวยี ต, ญปี่ นุ่

สหรฐั อเมรกิ า โดยองคก์ ารNOAA ควบคุม GOES East ซง่ึ อยู่
ณ ลองกิจดู75 องศาตะวันตก รัศมีปฏิบตั ิการครอบคลุม
มหาสมุทรแอตแลนตคิ และทวีปอเมริกากับ GOES West อยู่
ณ ลองกจิ ดู135 องศาตะวันตก รศั มีปฏบิ ัติการครอบคลุม
มหาสมุทรแปซฟิ คิ ตะวันออกและทวีปอเมริกา

องคก์ ารคน้ ควา้ วจิ ัยดา้ นอวกาศของกลุม่ ประเทศในยุโรป
(European Space Research Organization/ ESRO. หรอื
European Space Agency/ESA.) สง่ ดาวเทยี ม METEOSAT
ข้ึนอยู่ ณ ลองกจิ ูด 0 รัศมีปฏิบตั ิการครอบคลุมอาณาบริเวณ
มหาสมุทรแอตแลนติคใตถ้ ึงกรีนแลนด์ และจากซาอดุ ิอา-
ราเบียถงึ บราซลิ

โซเวยี ต ส่งดาวเทยี ม GOMS อยู่ ณ ลองกจิ ดู170 องศา
ตะวนั ออก รศั มีปฏิบัติการครอบคลุมมหาสมุทรอินเดีย
และทวีปเอเซยี

ญปี่ นุ่ สง่ ดาวเทยี ม GMS อยู่ ณ ลองกิจดู140 องศาตะวันออก
รศั มีปฏิบัตกิ ารครอบคลมุ อาณาบรเิ วณตงั้ แต่มหาสมทุ รแปซิฟคิ -
ใตถ้ ึงไซบีเรียและจากฮาวายถึงอินเดยี ซง่ึ ประเทศตา่ ง ๆ ในทวีป
เอเซียอยูใ่ นรศั มีปฏบิ ัตกิ ารของดาวเทียม GMS น้ี รวมทัง้ ทวีป
ออสเตรเลียด้วย

HIMAWARI-8

ดาวเทียมฮิมาวาริ

ผูด้ าเนินการ: สานักงานอุตุนิยมวิทยาญี่ปุ่น เสน้ ทางการโคจร =140.7°E

ประเภทของวงโคจร : วงโคจรค้างฟา้

เครอ่ื งมอื วัด : AHI (Advanced Himawari
Imager)
จานวนแถบสเปกตรัม : 16

ความละเอียดทจี่ ุด subsatellite:
VIS/NIR:0.5~1km,IR: 2km
รปู ภาพถกู ถา่ ยท่ีช่วงหา่ ง 10 นาที

Himawari-8 คือดาวเทียมอตุ ุนยิ มวทิ ยาของประเทศญีป่ ุ่น เป็นดาวเทยี มวงโคจร
ค้างฟ้า (geostationary weather satellite) ขึน้ สูว่ งโคจรเมอื่ วนั ท่ี 7 ตลุ าคม
2557 โดยจรวดนาส่ง H-IIA มอี ายุการใชง้ านอย่างนอ้ ย 8 ปี โดยจะทาการ
ถา่ ยภาพทกุ ๆ 10 นาที ซงึ่ ประเทศญป่ี ุน่ มแี ผนจะใชง้ านดาวเทียม Himawari-8 ใน
การดาเนนิ งานดา้ นอตุ นุ ิยมวทิ ยาแทนดาวเทยี ม MTSAT-2

ประเภทของข้อมูลดาวเทียมอตุ ุนยิ มวทิ ยา

เครื่องมือตรวจวดั (sensors)ในยคุ แรกที่ติดตัง้ อยู่บนดาวเทยี มใช้สาหรับตรวจวัดชว่ งคล่นื
Visible สามารถปรับรับสัญญาณได้ ช่วงคลืน่ ดงั กลา่ วจะอย่ใู นชว่ ง 0.4 - 0.74 um
การรับปริมาณรังสีของการสะท้อนของชว่ งคลน่ื Visible นัน้ เครื่องมอื
ตรวจวดั ปฏบิ ัตกิ ารในเวลากลางวันเท่านัน้ เพราะเครื่องมือตรวจวัด
อาศยั การสะท้อนกลบั ของแสงอาทิตย์ (หรือในตอนกลางคนื ที่พระจันทร์
เต็มดวง) ความเขม้ ของการสะทอ้ นกลบั ของวัตถุใด ๆ บนพนื้ โลกจะข้ึนอยู่
กับมุมของดวงอาทิตย์ท่ีตกกระทบ มุมตกกระทบของดวงอาทติ ย์
แปรเปล่ยี นตามช่วงเวลาในแต่ละวัน, ปีและละติจูด

ภาพถ่ายดาวเทยี มแบง่ เปน็ 3 ชว่ งคลนื่ ไดแ้ ก่
Infrared (IR)

มีความยาวคล่ืน 10.5 – 11.5 ไมครอน คา่ resolutionขอ้ มลู 5 กโิ ลเมตร ใชใ้ น

การตรวจสถานะภาพทางฟสิ กิ ส์ของบรรยากาศและพ้นื โลก เช่นอณุ หภูมยิ อด
เมฆและอณุ หภมู ขิ องพนื้ ผิวโลกโดยใชห้ ลกั การทว่ี า่ “วัตถุมกี ารแผ่รงั สีความ
รอ้ นท่ีแตกต่างกัน” โดยเมฆชนั้ สงู แผ่รงั สีความร้อนได้นอ้ ยเพราะมีอณุ หภูมติ า่
ทาใหภ้ าพท่ไี ด้จะเห็นเปน็ ชัน้ ๆของเมฆโดยเห็นเมฆชัน้ สงู กอ่ น ถา้ เมฆมีอณุ หภมู ิ
เยน็ จัดภาพเมฆท่ีปรากฏบนแผน่ ภาพจะมีสขี าวเข้ม แตถ่ ้าเมฆมีอณุ หภูมไิ มต่ า่
ภาพเมฆทปี่ รากฏบนแผน่ ภาพจะมีสีขาวจางๆ หรอื สเี ทา

ประโยชนภ์ าพดาวเทยี มชว่ งคล่นื Infrared

1.ใช้ตรวจอณุ หภูมิยอดเมฆและอณุ หภมู ขิ องพน้ื ผิวโลกโดยเมฆท่ีมี

อณุ หภูมเิ ยน็ จดั ภาพเมฆจะมีสีขาวเขม้ สว่ นเมฆมีอณุ หภมู ิไม่ตา่ ภาพเมฆ
จะมีสขี าวจางๆ หรอื สีเทา ปกตบิ รเิ วณส่วนยอดของเมฆหรือเมฆทก่ี อ่ ตัว
ในระดบั สูงมกั จะมอี ณุ หภูมติ ่า

2.สามารถดไู ด้ตลอดเวลาทัง้ กลางวนั และกลางคนื
3.ใชด้ คู วามสงู ต่าของเมฆไดโ้ ดยสีขาวเขม้ จะเป็นเมฆกอ่ ตัวในแนวตงั้ สี

ขาวจะเป็นเมฆชัน้ สูงและสเี ทาจะเป็นเมฆชนั้ กลางและเมฆชนั้ ต่า

Visible

ในยุคแรกเครอื่ งมือตรวจวดั (sensors)ท่ตี ดิ ตัง้ อยูบ่ นดาวเทยี มใช้วดั ชว่ งคลน่ื Visible สามารถปรบั รับ
สัญญาณได้ มชี ่วงคลน่ื 0.4 – 0.74 ไมโครเมตร รายละเอยี ดของข้อมลู 1.25 กโิ ลเมตร ใชห้ ลกั การ “แสงสะทอ้ น

วตั ถแุ ละย้อนกลบั ไปหาดาวเทยี ม” ความเขม้ ของการสะท้อนกลบั ของวัตถใุ ดๆ บนพ้ืนโลกจะขึ้นอย่กู ับมมุ ของดวง
อาทติ ยท์ ต่ี กกระทบ มุมตกกระทบ ของดวงอาทติ ยแ์ ปรเปลยี่ นตามชว่ งเวลาในแต่ละวนั , ปแี ละละตจิ ูด ทาใหไ้ ด้ภาพ

เฉพาะในเวลากลางวนั เท่านนั้

ค่าการสะทอ้ นของวตั ถุทถ่ี กู กวาดจบั (Scan) มีผลตอ่ ความเข้มในการส่องสวา่ ง (Brightness) โดยทวั่ ไปเมฆ

ทป่ี รากฏในภาพดาวเทยี มอุตนุ ิยมวทิ ยามีคา่ การสะท้อนมากทสี่ ุด ปรมิ าณการสะท้อนของเมฆขนึ้ อยกู่ บั ความ

สญู เสยี ของพลังงานรังสใี นขณะผ่านบรรยากาศ (Optical Depth) เมฆท่ีมกี ารสูญเสียของพลังงานรังสีในขณะผา่ น
บรรยากาศมากทาใหก้ ารสง่ ผ่านพลงั งานรังสใี นช่วงคลืน่ Visible มีปรมิ าณนอ้ ยโดยความสูญเสยี ของพลังงาน
รงั สใี นขณะผา่ นบรรยากาศ (Optical Depth)นนั้ จะขึน้ อยู่กบั ความหนาของชัน้ เมฆและจานวนอนภุ าคของเมฆ,ขนาด

ของอนภุ าคทม่ี ีขนาดเลก็ และสัดสว่ นของอนภุ าคของของเหลวกบั ผลกึ นา้ แข็ง

visibleประโยชนภ์ าพดาวเทียมชว่ งคลืน่

1.สามารถตรวจวัดรายละเอียดของเมฆได้

2.ใชด้ ูความหนาของเมฆ โดยเมฆหนาจะสะทอ้ นคลนื่ แสงได้มาก ส่งผลให้ภาพเมฆจะมีสีขาวเข้ม

ส่วนเมฆบางจะสะท้อนคลื่นแสงได้น้อย ส่งผลใหภ้ าพเมฆจะมสี ขี าวจางๆ หรอื สีเทา

3.ภาพ VIS มจี ะมีความละเอียด (Resolution) ท่ีสูงกว่าภาพชนดิ IR ทาใหส้ ามารถแปลความระบบของ
เมฆ (Cloud System) โดยเฉพาะอย่างยง่ิ เมฆในระดับตา่
4.สามารถใช้ดเู งาของกอ้ นเมฆได้โดยเมฆสูงหรือเมฆท่ีกอ่ ตัวในแนวตงั้ มีเงาของเมฆทอดไปในชัน้

เมฆทต่ี า่ กว่า

5.หากไมม่ เี มฆปกคลมุ สามารถแปลความของพ้ืนทะเลหรอื พ้นื ท่ีถกู ปกคลุมด้วยน้าแขง็ หรือ หิมะ

และ Sun glint

6.สามารถนาภาพถา่ ยมาแปลอนุภาคทีแ่ ขวนลอยในอากาศ เช่น เถา้ ภเู ขาไฟ, ฝุ่นและควัน

Water vapor

ภาพถ่ายชว่ งความยาวคล่ืนระหว่าง 5.7-7.1 um เป็นชว่ งคลืน่ ท่วี ัดปริมาณไอน้าในบรรยากาศ
ชัน้ ความช้นื ในบรรยากาศจะดดู ซับพลงั งานจากชัน้ ความชื้นทอ่ี ยใู่ นระดับตา่ กว่า และมกี าร

แพร่กระจายรังสีที่เป็น Blackbody ดังนนั้ แพร่กระจายจะมีลกั ษณะเปน็ ชั้นซ้อนกันข้ึนไป จนกระทงั่

ถึงชนั้ บนสุด

บริเวณท่ีมีอุณหภูมิตา่ จะมีความช้ืนสูงในระดับบน ในขณะทบ่ี ริเวณที่มีอณุ หภูมิสูงจะมีความชื้น
นอ้ ยในระดับบน แตต่ อ้ งคานึงถึงความหนาแน่นของจานวนไอน้าดว้ ย ถ้าอากาศบริเวณ

Tropopause มี ความชื้น 100% แตค่ วามหนาแน่นของไอน้ามีน้อย พลังงานบางสว่ นจากระดับลา่ งจะ

ทะลผุ ่านขน้ึ ไปได้ พลังงานท่ตี รวจวัดไดส้ งู สุดจึงไมไ่ ด้มาจากระดับบนสดุ เพียงระดับเดยี ว แต่มา
จากหลายระดบั ด้วยกัน ปริมาณพลังงานประมาณ 80%ที่ตรวจวัดได้จากดาวเทยี มสว่ นใหญจ่ ะอยู่

ในระดับ 610-240 hPa ประมาณ 4000 ถึง 9000 เมตร ซง่ึ จะอยู่ช่วงกลางและสงู ของระดับชัน้

บรรยากาศโลก และในระดับลา่ ง ท่ีเป็นสว่ นท่ีจะเกิดพายุหรือไต้ฝุ่น

สาหรับการแปลความภาพ Water Vapor นนั้ ส่วนท่ีแสดงสีดาหมายถึงสว่ นท่ีไม่มี Water Vapor สี

ขาวขุ่นคล้ายนม จะหมายถงึ สว่ นที่มีความหนาแน่นสูง สีขาวสว่างคือเมฆในระดบั สูง ซงึ่ ภาพแบบ

Water Vapor จะใหข้ อ้ มูลในทุกๆพ้ืนที่ยกเว้นแต่บริเวณท่ีไมม่ ีเมฆ

ประโยชน์ภาพดาวเทียมช่วงคลนื่ Water vapor

1. สามารถประเมนิ ปริมาณความชื้นของไอน้าในระดับกลางและระดับสงู
2. ใช้ตดิ ตามสภาพอากาศในระดับบนได้

3. ใช้กาหนดบรเิ วณกระแสลมกรด และดูบริเวณ Clear Air Turbulence และClear Icing
4. ใช้สังเกตบริเวณท่ีมโี อกาสในการเกิดทางเมฆ (Contrail)ได้



ภาพจากดาวเทยี ม

Day convective

แบบ

ขา้ งล่างคือแถบสบี ง่ บอกวา่ เมฆในรปู คอื เมฆชิดใด

โดยในตวั อยา่ งจะแสดงเมฆ CB ใหเ้ หน็ ในบางส่วน

ตวั อย่างภาพดาวเทยี มแบบ IR

ตวั อย่างภาพดาวเทยี มแบบ VIS

ตวั อย่างภาพดาวเทยี มแบบ NWP

Thank
You

จัดทาโดย

นกั เรียนอตุ ุนยิ มวิทยาร่นุ ท่ี 28
นาย กิตติชยั วบิ ูลย์อรรถ์ เลขท่ี 5

33นาย ภูตะวัน นันทอินทร์ เลขที่