EUMETSATi esimese välgudetektori animatsioonid

Euroopa Meteoroloogiasatelliitide Kasutamise Organisatsioon (EUMETSAT) esitles 3. juulil oma esimese välgudetektori (Lightning Imager, LI) esimesi vaatlusandmeid. Tegu on täiesti uue ja ainulaadse Euroopa kosmosetööstuse poolt arendatud instrumendiga, mis lendas kosmosesse 13. detsembril 2022 kolmanda põlvkonna ilmasatelliidi MTG-I1 pardal.

LI neli kaamerat jälgivad 36 000 kilomeetri kõrguselt pidevalt välkude esinemist üle kogu Euroopa ja Aafrika, samuti suurel osal Atlandi ookeanist, Lõuna-Ameerika idaosas ning India ookeani loodeosas. Tegu on olulise täiendusega maapealsetele välgudetektorite süsteemidele. Näiteks suudab LI vaadelda nõrgemaid pilvevälke ja seda ka asustamata aladel ja ookeanide kohal, kus maapealsete süsteemide efektiivsus on sensorite vähesuse tõttu väike.

Allpool on koos kommentaaridega toodud kümme LI eksperimentaalsetest toorandmetest kokku pandud animatsiooni. Animatsioonide üksikud kaadrid koosnevad LI poolt ühe minuti jooksul vaadeldud välkudest. Animatsioonid on koostanud ja eesti keelsete kommentaaridega varustanud Eesti Meteoroloogia Seltsi liige Sven-Erik Enno, kes on EUMETSATis LI instrumendiga töötanud alates 2020 aastast.

Tuleb arvestada, et animatsioonides on tegu eksperimentaalsete toorandmetega, mis on kogutud kasutades LI instrumendi kõige madalamat tundlikkust. Edaspidi on plaanis instrumendi häälestamine ja tundlikkuse järkjärguline suurendamine, mille käigus suureneb ka registreeritavate välgulöökide hulk. Tavakasutajale muutub LI pidev andmevoog kättesaadavaks järgmisel aastal.

Läänepoolne kaamera – kogu vaateväli

LI läänepoolse kaamera vaateväli hõlmab Atlandi ookeani keskosa, Lõuna-Ameerika idaosa ja Aafrika lääneserva. Animatsioonis on näha ekvatoriaalne madalrõhuvöönd, mida mööda liiguvad äikesepilvede süsteemid suunaga idast (alumine parempoolne nurk) läände (ülemine vasakpoolne nurk). Selliste pilvesüsteemide jälgimine on oluline, kuna piisavalt sooja ookeanivee korral (juunist novembrini) võivad nendest moodustuda orkaanid, mis ohustavad Kariibi mere piirkonna ja Põhja-Ameerika idaosa. Lisaks on animatsioonist näha, et kõige rohkem lööb välku maismaa kohal ja pärastlõunasel ajal. Keskpäeva paiku võib märgata päikese peegeldust veepinnalt, mis igapäevaselt heleda laiguna üle Atlandi ookeani idast läände levib. Animastioonis on kasutatud MTG-I1 LI instrumendi läänepoolse kaamera viie päeva andmeid algusega 2. juunil 2023 kell 00:00 UTC ja lõpuga 6. juunil 2023 kell 23:59 UTC. Tegu on eksperimentaalsete toorandmetega, mis ei ole mõeldud operatiivkasutuseks.

Põhjapoolne kaamera – kogu vaateväli

LI põhjapoolne kaamera vaatleb peamiselt Euroopat. Vaatevälja põhjapoolne serv (Põhja-Skandinaavia) on praegusel aastaajal ööpäev läbi valgustatud (polaarpäev). Lõuna-Euroopas on igal pärastlõunal näha hulgaliselt lokaalseid äikesepilvi, mis kujunevad päikesekiirguse mõjul soojenenud maapinna kohal ja hajuvad öö saabudes kiiresti. Põhjapool valitses aga ulatuslik kõrgrõhkkond, mistõttu pilvi oli vähe ja äikest ei esinenud. Vaatevälja alumine vasakpoolne nurk ulatub Lääne-Aafrikasse kus on näha palju suuremaid ja püsivamaid äikesepilvede süsteeme, mis on seotud ekvatoriaalse madalrõhualaga. Animastioonis on kasutatud MTG-I1 LI instrumendi põhjapoolse kaamera viie päeva andmeid algusega 2. juunil 2023 kell 00:00 UTC ja lõpuga 6. juunil 2023 kell 23:59 UTC. Tegu on eksperimentaalsete toorandmetega, mis ei ole mõeldud operatiivkasutuseks.

Idapoolne kaamera – kogu vaateväli

Aafrikas on pidevalt näha suurel hulgal intensiivseid äikesetorme. Eristada võib kohalikke väikese ulatusega äikesepilvi ja suuri konvektiivsüsteeme, mille läbimõõt võib olla enam kui 1000 kilomeetrit. Kohalikud äikesepilved ilmuvad pärastlõunal ja hajuvad pimeduse saabudes, konvektiivsüsteemid aga püsivad aktiivsena ööpäev läbi. Praegusel aastaajal liiguvad äikesepilved enamasti ekvaatorist põhjas, sest ekvatoriaalne madalrõhuvöönd nihkub põhjapoolkera suvel põhja suunas. Ekvatoriaalses madalrõhuvööndis liiguvad pilved ja äikesed suunaga idast läände. See on vastupidine parasvöötmele, kus pilvede ja ilmasüsteemide tavapärane liikumissuund on läänest itta. Animastioonis on kasutatud MTG-I1 LI instrumendi idapoolse kaamera viie päeva andmeid algusega 2. juunil 2023 kell 00:00 UTC ja lõpuga 6. juunil 2023 kell 23:59 UTC. Tegu on eksperimentaalsete toorandmetega, mis ei ole mõeldud operatiivkasutuseks.

Lõunapoolne kaamera – kogu vaateväli

LI lõunapoolne kaamera vaatleb Atlanti ookeani lõunaosa ja Aafrika lõunatippu (all paremas nurgas). Võrreldes ülejäänud kolme kaameraga esineb siin palju vähem välku. Sellel on kaks põhjust. Esiteks on ookeanide kohal üldiselt palju vähem äikest kui maismaa kohal. Teiseks on lõunapoolkeral on juunis talv ja madalam õhutemperatuur ei soosi äikesepilvede arengut. Kuna talvel on päevad lühikesed on selles animatsioonis ka kõige rohkem pimedat aega. Vähesed välgulöögid on seotud parasvöötme tsüklonite pöörlevate pilvespiraalidega, mis tähistavad soojemate troopiliste ja külmemate parasvöötme õhumasside kokkupõrkepiirkondi. Animastioonis on kasutatud MTG-I1 LI instrumendi lõunapoolse kaamera viie päeva andmeid algusega 2. juunil 2023 kell 00:00 UTC ja lõpuga 6. juunil 2023 kell 23:59 UTC. Tegu on eksperimentaalsete toorandmetega, mis ei ole mõeldud operatiivkasutuseks.

Euroopa

Euroopale suurendatud animatsiooni põhjaosas on näha polaarpäev Skandinaavia põhjaaladel, kus on ööpäev läbi valge. Kesk- ja Lõuna-Euroopas arenevad igal pärastlõunal päikese poolt üles soojendatud maapinna kohal lokaalsed äikesepilved, mis on suhteliselt väikese ulatusega ning hajuvad õhtutundidel kiiresti. Vahemere kohal on näha ulatuslikumaid äikesepilvede süsteeme, mis püsivad aktiivsena ka öösel. Animastioonis on kasutatud MTG-I1 LI instrumendi põhjapoolse kaamera nelja päeva andmeid algusega 8. juunil 2023 kell 00:00 UTC ja lõpuga 11. juunil 2023 kell 23:59 UTC. Tegu on eksperimentaalsete toorandmetega, mis ei ole mõeldud operatiivkasutuseks.

Ühendkuningriik ja Iirimaa

Selles animatsioonis on näha, et LI suudab edukalt välku registreerida ka kõrgematel laiuskraadidel, näiteks Šotimaa põhjaosas. Inglismaa kagu- ja lääneosas on hommikust lõunani näha üksikuid väiksemaid äikesepilvi. Pärastlõunal ühinevad need ulatuslikuks konvektiivsüsteemiks, mis Inglismaa lõunaosa kohalt aeglaselt loodesse liigub ja õhtutundidel nõrgeneb. Samal ajal areneb Šotimaal veel teinegi väiksem äikesepilvede kobar, mis liigub idast läände. Tugevad äikesed on näha kaugemal lõunas Prantsusmaa ja Hispaania kohal. Animastioonis on kasutatud MTG-I1 LI instrumendi põhjapoolse kaamera 13 tunni andmeid 12. juunil 2023 algusega kell 09:00 UTC ja lõpuga kell 21:59 UTC. Tegu on eksperimentaalsete toorandmetega, mis ei ole mõeldud operatiivkasutuseks.

Lõuna-Ameerika

See animatsioon näitab, et LI suudab edukalt välku registreerida ka vaatevälja servas, mis läänepoolsel kaameral kulgeb läbi Lõuna-Ameerika. Võrreldes vaatevälja keskosaga paistavad välgud siin rohkem välja veninud ovaalse kujuga. See efekt tuleneb instrumendi vaatenurgast: vaatevälja keskosas on see vertikaalne (välgusähvatusi vaadeldakse ülevalt alla), vaatevälja servas aga horisontaalne (välgusähvatusi vaadeldakse rohkem külje pealt). Hästi on näha äikesepilvede ööpäevane tsükkel, suurima ulatuse saavutavad need pärastlõunal ja õhtupoolikul enne päikese loojangut. Lisaks võib märgata, et Lõuna-Ameerika põhjaosas (üleval vasakul) on palju enam välgulööke kui kaugemal lõunas (all vasakul). See tuleneb ekvatoriaalse madalrõhuvööndi põhjapoolsest asendist juunis. Animastioonis on kasutatud MTG-I1 LI instrumendi läänepoolse kaamera viie päeva andmeid algusega 7. juunil 2023 kell 00:00 UTC ja lõpuga 11. juunil 2023 kell 23:59 UTC. Tegu on eksperimentaalsete toorandmetega, mis ei ole mõeldud operatiivkasutuseks.

Kesk-Aafrika – maailma kõige äikeselisem piirkond

Kesk-Aafrikat peetakse maailma kõige äikeselisemaks piirkonnaks. Nagu sellest animatsioonist nähtub, esineb piirkonnas pidevalt välgulööke ja sageli katavad äikesetormid korraga suuri piirkondi. Eristuvad väikese ulatusega kiiresti hajuvad kohalikud äikesepilved ja suured püsivad konvektiivsüsteemid, mis valitsevas idavoolus aeglaselt lääne suunas liiguvad. Keskpäeva paiku võib animatsiooni ülemises parempoolses nurgas lühiajaliselt näha päikese peegeldust. Animastioonis on kasutatud MTG-I1 LI instrumendi idapoolse kaamera viie päeva andmeid algusega 7. juunil 2023 kell 00:00 UTC ja lõpuga 11. juunil 2023 kell 23:59 UTC. Tegu on eksperimentaalsete toorandmetega, mis ei ole mõeldud operatiivkasutuseks.

Lääne-Aafrika

Suured äikesepilvede kobarad ehk konvektiivsüsteemid liiguvad Aafrika lääneosast Atlandi ookeanile. Sellised pilvesüsteemid on seotud lainetega ekvaatori lähedal valitsevas idast läände suunatud õhuvoolus. Idavoolu lained põhjustavad tõusvaid õhuvoole ja vallandavad sageli ulatuslikke äikesetorme. Mõned idavoolu lained ületavad troopilise Atlandi ookeani ja kasvavad Põhja-Ameerika rannikule või Kariibi merele lähenedes orkaanideks. Lisaks on Lääne-Aafrikast Atlandi ookeanile liikuvate äikesepilvede jälgimine oluline lennuohutuse seisukohalt, sest need läbivad sageli Euroopa ja Lõuna-Ameerika vahelisi lennukoridore. Lääne-Aafrika maismaa kohal on näha ka väiksema ulatuse ja lühema kestusega kohalikke äikesepilvi. Pärastlõunasel ajal liigub üle Atlandi ookeani päikese peegeldusest tingitud hele laik. Animastioonis on kasutatud MTG-I1 LI instrumendi läänepoolse kaamera viie päeva andmeid algusega 4. juunil 2023 kell 00:00 UTC ja lõpuga 8. juunil 2023 kell 23:59 UTC. Tegu on eksperimentaalsete toorandmetega, mis ei ole mõeldud operatiivkasutuseks.

Saheli piirkond Aafrikas

See animatsioon näitab, kuidas LI abil on võimalik detailselt jälgida üksikuid äikesepilvede süsteeme. Sahara kõrbe lõunaosas Saheli regioonis liigub suunaga idast läände suur konvektiivsüsteem. Sellega käib kaasas puhangufront, mis hommikul ja lõuna paiku on nähtav kitsa pilveribana, mis ulatub tormist põhja ja lõuna suunas. Pärastlõunal kui ümbritsevatel aladel on õhk kuumenenud, vallandab puhangufrondil liikuv külmem õhk ulatusliku äikesepilvede arengu ja algne tormisüsteem kasvab tunduvalt suuremaks. Lisaks on näha, et tormi esimeses servas on peaaegu pidevalt väikese ulatusega välgulööke, samas kui tormi tagumises osas esinevad üksikud väga suure horisontaalse ulatusega (üle 100 kilomeetri) välgud. Märgata võib ka päikese peegeldusest tingitud liikuvat valguslaiku animatsiooni vasakus osas. Animastioonis on kasutatud MTG-I1 LI instrumendi idapoolse kaamera 13 tunni andmeid andmeid 6. juunil 2023 algusega kell 04:00 UTC ja lõpuga kell 16:59 UTC. Tegu on eksperimentaalsete toorandmetega, mis ei ole mõeldud operatiivkasutuseks.