Tüm dünyada günün 24 saati hava durumu gözlemleri yapılmaktadır. Ana gözlemler, hava durumu uyduları, balonlar, kara temelli aletler, gemiler, şamandıralar ve uçaklardandır.
1960 yılında ilk hava durumu uydusunun (TIROS-1) piyasaya sürülmesinden bu yana, Dünya
atmosferi, okyanuslar ve kara yüzeylerinden yapılan gözlemler, genel küresel gözlem
sisteminin giderek daha önemli bir parçası haline geldi . Tarihsel olarak, uydu gözlemlerinin başarısı,
tahmincilere
orta enlem çöküntüleri gibi sinoptik ölçekli özelliklerin konumu ve gelişimi hakkında rehberlik sağlamak için Dünya ve atmosferinin rutin resimlerini yeterli ayrıntıda ve yeterince hızlı sağlama becerilerinde yatmaktadır. ve tropikal siklonlar. Zamanla olsa da,
Daha yeni teknoloji, uydu verilerinin daha iyi uzamsal çözünürlük, zamansal kapsama ve elektromanyetik spektrumda çok daha fazla dalga boyunda elde edilmesini sağlamıştır. Uydu gözlemleri artık atmosferin sıcaklık ve nem profilleri, bulutlar, aerosoller, rüzgarlar, deniz yüzeyi sıcaklıkları, deniz buzu kapsamı, kara yüzey özellikleri ve diğerleri hakkında bilgi sağlıyor. Veriler, tahminciler tarafından daha önce olduğu gibi kullanılmaya devam ediyor, ancak aynı zamanda, hava durumumuzu etkileyen fiziksel süreçleri anlamamızı geliştirmede kilit bir araç olduğunu kanıtladı. Uydu
veri setlerinin uzun ömürlülüğü arttıkça, iklim izleme amacıyla da giderek daha fazla kullanılmaktadır.
Hava uyduları iki temel yörünge türünde uçma eğilimindedir. İlki genellikle düşük Dünya yörüngesi olarak adlandırılır – tipik olarak Dünya yüzeyinin yaklaşık 850 km yukarısında uçar – ve günde iki kez neredeyse küresel kapsama alanı sağlar. İkinci tür
bir coğrafi yörüngedir – burada uydu, 24 saatlik bir yörünge periyoduna sahip olduğu ve
bu nedenle Ekvator üzerindeki sabit bir noktada durağan göründüğü yüzeyin yaklaşık 36.000 km üzerindedir . Bu tür yörüngenin avantajı, aynı Dünya konumunun çok sık örneklenmesine izin vermesidir (örneğin, Avrupa’nın Meteosat uydularındaki SEVIRI görüntüleyici,
her 15 dakikada bir Avrupa, Atlantik Okyanusu ve Afrika görüntülerini sağlar ) ve tahmincilerin hızla değişen
hava durumunu izlemelerine olanak tanır. koşullar.
Alçak Dünya yörüngelerinin temel avantajı, Dünya yüzeyine çok daha yakın olduklarından, görüntü özelliklerinin
çok daha ince ayrıntılarla çözülmesine izin vermeleridir . Örneğin, NASA’nın MODIS görüntüleyicisindeki (
iki araştırma uydusunda uçan) bazı görünür kanalların piksel çözünürlüğü
, yaklaşık 5 km’lik tipik bir sabit sabit piksel çözünürlüğüne kıyasla 250 m’dir . Daha da önemlisi, düşük Dünya yörüngesine sahip uydular, sondaj aletlerini de barındırma eğilimindedir – bunlar,
SEVIRI gibi (genellikle görünür ve kızılötesi) görüntüleyicilerden elde edilenler gibi resimler üretmek için tasarlanmamıştır, bunun
yerine yayılan radyasyonu (mikrodalga veya mikrodalga veya birçok dalga boyunda spektrumun kızılötesi bölgeleri)
Ulusal Hava Hizmetlerinde ve başka yerlerde atmosferin sıcaklık ve nem profillerine ilişkin bilgilerin Sayısal Hava Tahmin sistemlerine asimile edilmesini sağlayarak modellerin başlangıç koşullarını iyileştirir ve dolayısıyla
NWP tahminlerinin becerisini artırır.
Çoğu uydu cihazı doğal olarak oluşan radyasyonu algılarken (sözde “pasif” sensörler), bazıları kendi radyasyonunu yayar ve “aktif” sensörler olarak adlandırılan geri saçılmış sinyali ölçer. Örnekler arasında yüzeye yakın okyanus rüzgarlarını ölçmek için saçılmaölçerler ve yağış ve bulut özelliklerini ölçmek için radarlar bulunur.
Hava durumunun yanı sıra, uydular da çevresel tehlikeleri izlemek için hayati öneme sahip olabilir.
İzlandalı volkanlar Eyjafjallajökull ve Grímsvötn’ün sırasıyla 2010 ve 2011 yıllarındaki patlamaları sırasında , uydu verileri
kül bulutlarının konumlarını işaretlemede çok önemli bir rol oynadı ve uygun hava sahası kısıtlamalarının yerine getirilmesini sağladı