SEVIRI

Engl. Akronym für Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager; abbildendes Radiometer an Bord von Meteosat Second Generation (MSG). Der Sensor bietet neue und z.T. einzigartige Möglichkeiten der Wolkendarstellung, der Aufspürung von Nebel, der Ermittlung von Temperaturen an Land-, Meeres- und Wolkenoberfläche sowie der Verteilung von Ozonkonzentrationen.

Das SEVIRI-Instrument ist eine multi-spektrale Kamera, welche die Erde sowohl im sichbaren Licht also auch im Infrarotbereich beobachtet. Das Abtasten der Erde erfolgt mit 3712 Zeilen zu je 3712 Bildpunkten bei elf der zwölf Spektralkanäle. Dies entspricht einer Bildauflösung von 3x3 km² direkt unterhalb des Satelliten. Ein hochauflösender Kanal im sichtbaren Spektralbereich hat sogar 11136 Zeilen zu je 5568 Spalten, dies entspricht 1x1 km² Auflösung direkt unterhalb des Satelliten. Über Mitteleuropa ist die Auflösung etwa um einen Faktor 2 ungünstiger. Die Abtastung der Erde erfolgt immer von Süd nach Nord. Dies dauert ca. 14 Minuten. Danach wird das Spiegelsystem im Satelliten zurück geschwenkt und die nächste Abtastung beginnt. Dadurch ergibt sich eine Bildwiederholrate von 15 Minuten.

Die Spektralkanäle des Radiometers Seviri und ihr jeweiliger Verwendungszweck sind in nachfolgender Tabelle aufgelistet.

Das Aufteilen des elektromagnetischen Spektrums in unterschiedliche Spektralbereiche hat den Vorteil, dass diese Bereiche unterschiedliche Informationen enthalten und dadurch mehr Informationen als aus einem einzelnen Kanal gewonnen werden können. In den sichtbaren Kanälen ist die Intensität abhängig von der Albedo (Reflektivität) des darunterliegenden Objektes. Stark reflektierende Flächen (z.B. Wolken, Schnee) haben eine hohe Intensität und werden weiß dargestellt. Die Kanäle im sichtbaren Bereich können somit Informationen zur Wolkenstruktur liefern. Auf der anderen Seite geben Infrarot-Kanäle Aufschluss über die Temperatur der abstrahlenden Oberflächen. Die Intensität der emittierten Strahlung hängt dabei von der Temperatur der Strahlungsquelle ab, d.h. je wärmer eine Strahlungsquelle ist, desto höher ist die Intensität der emittierten Strahlung (Stefan-Boltzmann-Gesetz für die Strahlung von schwarzen Körpern).

IR-Kanäle liefern einen guten Kontrast zwischen hohen und tiefen Wolken. In den Spektralbereichen der sogenannten Wasserdampfkanäle ist der Wasserdampf für eine hohe Absorption der Strahlung verantwortlich. Dabei stammt die Strahlung von der obersten stark feuchten Schicht in der Atmosphäre. Befindet sich feuchte Luft in den oberen Schichten der Troposphäre werden aufgrund der tiefen Temperaturen niedrige Intensitäten gemessen. Ist die obere Troposphäre trocken, so stammt die gemessene Strahlung von der unteren oder mittleren Troposphäre und weist dadurch höhere Intensitäten auf. Wasserdampfkanäle liefern also Informationen zu den Feuchteverhältnissen der Troposphäre.

Diese große Bandbreite ermöglicht es Meteorologen, über digitale Modelle differenziertere Aussagen zur Wettervorhersage zu machen. Auch trägt die Bildwiederholrate dazu bei, genauere und schnellere Vorhersagen von der Entstehung gefährlicher Phänomene wie Stürme, Gewitter oder Starkniederschlag machen zu können. Beispielsweise können bei drohenden Nebelereignissen Flughäfen 1-2 Stunden vor deren Auftreten gewarnt werden. Die höhere Auflösung von SEVIRI - 1 km gegenüber 2,5 km der alten Meteosat-Reihe - ermöglicht eine präzisere Ortung von Sturmfronten oder Nebelbänken. Auch durch seine 12 Spektralkanäle (4 VIS/NIR, 8 IR) liefert SEVIRI 20mal mehr Informationen als die bisherigen Meteosat-Satelliten.
Hersteller des Instruments waren europäische Firmen unter Führung von Astrium/Toulouse, heute Airbus D&S.

Messprinzip von Seviri Die Strahlung der Erde tritt in das Instrument über eine 50x80 cm große Öffnung ein. Die Erdabbildung wird durch eine zweidimensionale Erdabtastung erreicht, die sich auf die Drehung des Raumschiffs und den Abtastspiegel stützt (siehe Abbildung). Die schnelle Abtastung (Zeilenabtastung) erfolgt von Ost nach West dank der Rotation des Raumfahrzeugs um seine Rotationsachse (Spinrate 100 U/min). Die Rotationsachse steht senkrecht zur Orbitalebene und ist nominell in S-N-Richtung ausgerichtet. Quelle: ESA

Weitere Informationen:

• MSG's Seviri Instrument (ESA Bulletin 111)
• SEVIRI (ESA)
• SEVIRI (CEOS EO Handbook)