氣象衛(wèi)星及其特點(diǎn)

氣象衛(wèi)星及其特點(diǎn)第1頁/共23頁

1960年4月美國發(fā)射了第一顆氣象衛(wèi)星泰羅斯-1(Tiros-1)。隨后，前蘇聯(lián)也相繼發(fā)射了自己的氣象衛(wèi)星。目前，在軌道上運(yùn)行的大多數(shù)氣象衛(wèi)星是由美國和俄羅斯發(fā)射的，其中很大一部分為極地軌道衛(wèi)星，簡稱極軌衛(wèi)星。

1966年美國發(fā)射第一顆業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星艾薩(ESSA)是極軌衛(wèi)星，主要提供可見光云圖。1970年、1978年美國又相繼發(fā)射諾阿(NOAA）和泰羅斯－N系列業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星。這些衛(wèi)星都屬于極軌氣象衛(wèi)星。極軌氣象衛(wèi)星的飛行高度一般在800－1500公里左右。由于衛(wèi)星的飛行高度低，因此衛(wèi)星照片分辨率高，圖象清晰。

1974年，美國成功地研制了第一顆靜止業(yè)務(wù)環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星(GOES)。靜止業(yè)務(wù)環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星在赤道的某一經(jīng)度、約36000公里高度上，它環(huán)繞地球一周約需24小時(shí)，幾乎與地球自轉(zhuǎn)同步。從地球上看好象衛(wèi)星是相對靜止的，故又稱為地球靜止衛(wèi)星。目前，日本GMS系列靜止氣象衛(wèi)星、俄羅斯的GOMES衛(wèi)星、歐盟METEOSAT-3

衛(wèi)星、印度的INSAT以及美國的兩顆靜止衛(wèi)星(GOES-E和GOES-W)共6顆衛(wèi)星組成地球靜止氣象衛(wèi)星監(jiān)測網(wǎng)。這些衛(wèi)星位于赤道上空約36000公里高，每半小時(shí)向地球發(fā)送一次圖片。

中國也先后成功地發(fā)射了6顆氣象衛(wèi)星（3顆風(fēng)云－1和3顆風(fēng)云－2）。依靠這些衛(wèi)星，中國建立了自己的衛(wèi)星天氣預(yù)報(bào)和監(jiān)測系統(tǒng)。風(fēng)云－1是一種極地軌道氣象衛(wèi)星。風(fēng)云－2是一種靜止氣象衛(wèi)星。第2頁/共23頁氣象衛(wèi)星分布第3頁/共23頁我國氣象衛(wèi)星情況

1、1988年9月7日FY-1A星發(fā)射試驗(yàn)星4、1999年5月10日FY-1C星發(fā)射業(yè)務(wù)星3、1997年6月10日FY-2A星發(fā)射2、1990年9月3日FY-1B星發(fā)射試驗(yàn)星5、2000年6月25日FY-2B星發(fā)射第4頁/共23頁2、氣象衛(wèi)星的特點(diǎn)軌道：低軌和高軌。成像面積大，有利于獲得宏觀同步信息，減少數(shù)據(jù)處理容量。短周期重復(fù)觀測：靜止氣象衛(wèi)星30分鐘一次；極軌衛(wèi)星半天一次。利于動(dòng)態(tài)監(jiān)測。資料來源連續(xù)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、成本低。第5頁/共23頁氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)

空間覆蓋優(yōu)勢極軌氣象衛(wèi)星在約900km的高空對地觀測，一條軌道的掃描寬度可達(dá)2800km。每天都可以得到覆蓋全球的資料地球靜止衛(wèi)星在3．6萬公里的高空觀測地球，一顆靜止衛(wèi)星的觀測面積就可達(dá)1億7千萬平方公里，約為地球表面的1／3只有通過衛(wèi)星的大范圍觀測，才使人類獲得了幾乎無常規(guī)觀測的大范圍海洋、兩極和沙漠地區(qū)的資料。目前已經(jīng)可以通過衛(wèi)星觀測系統(tǒng)，獲取全球或任何感興趣區(qū)域的空間連續(xù)的高分辨率氣象和環(huán)境資料,不受國界限制第6頁/共23頁氣象衛(wèi)星觀測可以大大地改善資料的時(shí)間取樣頻次。特別是靜止氣象衛(wèi)星可以獲得每小時(shí)一次的大范圍實(shí)時(shí)資料，必要時(shí)甚至可以獲取半小時(shí)的資料。有利于對災(zāi)害性天氣的動(dòng)態(tài)監(jiān)測。雙星組網(wǎng)的極軌氣象衛(wèi)星也可以每天提供4次全球覆蓋的圖象資料和垂直探測資料。而常規(guī)高空站每天只在00時(shí)12時(shí)（世界時(shí)）進(jìn)行兩次觀測,且無法觀測海洋和無人地區(qū)。氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)時(shí)間取樣優(yōu)勢第7頁/共23頁與地面和高空常規(guī)觀測相比，衛(wèi)星資料具有內(nèi)在的均一性和良好的代表性。盡管世界氣象組織（WMO）已經(jīng)頒布了一系列規(guī)范來統(tǒng)一常規(guī)觀測儀器的性能和觀測方法，但仍不能避免不同國家和地區(qū)、使用不同儀器和方法獲得的資料的不一致性。測站分布的不均勻等，也使資料的不確定性增加。氣象衛(wèi)星是在較長一段時(shí)期內(nèi)使用同一儀器對全球進(jìn)行觀測，資料的相對可比較性強(qiáng)、分布均勻一致性好。衛(wèi)星資料則是對一定視場面積內(nèi)的取樣平均值，具有較好的區(qū)域代表性。氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)資料一致性優(yōu)勢第8頁/共23頁與其它觀測方法相比，氣象衛(wèi)星是從大氣層

外這個(gè)新視角觀測地球—大氣系統(tǒng)的，所以有些重要的氣候變量，特別是通過整個(gè)垂直方向大氣層的積分參數(shù)，如地氣系統(tǒng)的反照率、大氣頂?shù)牡貧庀到y(tǒng)的射出長波輻射，只能通過氣象衛(wèi)星觀測才能獲得。目前已成功地從氣象衛(wèi)星觀測資料中導(dǎo)出了全球大氣溫度和濕度廓線、輻射平衡、海陸表面溫度及云頂溫度、風(fēng)場、云參數(shù)、冰雪覆蓋、云中液態(tài)水含量和降水量、臭氧總量和廓線、陸地下墊面狀態(tài)、植被狀況等諸多重要?dú)夂蚝铜h(huán)境參數(shù),這是任何其他觀測手段所不能觀測的。氣象衛(wèi)星觀測的優(yōu)勢和特點(diǎn)綜合參數(shù)觀測優(yōu)勢第9頁/共23頁3、氣象衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域天氣分析與氣象預(yù)報(bào)氣候研究與氣候變遷的研究資源環(huán)境領(lǐng)域：海洋研究、森林火災(zāi)、水污染第10頁/共23頁FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道1、2的探測波段分別處于植被反射的低谷和高峰區(qū)，利用二者的差值可以計(jì)算各種植被指數(shù)，植被指數(shù)能反映作物、森林、草場的生長情況，病蟲害及作物缺水狀況，并能進(jìn)行作物估產(chǎn)，這個(gè)通道還可以做判識水陸邊界，河口泥沙海冰等。第11頁/共23頁FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道3處在紅外短波窗區(qū)，它對檢測地面高溫?zé)嵩矗热?，森林和草場的火?zāi)特別有效。第12頁/共23頁FY-1C、D通道編號、波長范圍及其主要用途

通道4、5處于紅外窗區(qū)，用以測量地面溫度，這兩個(gè)通道相結(jié)合的目的在于對海面溫度反演中對大氣削弱進(jìn)行訂正，計(jì)算的地表和海表溫度在農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、洋流、城市熱島等方面有廣泛的應(yīng)用。LSTSST第13頁/共23頁FY-1C\D通道編號、波長范圍及其主要用途通道6對雪的反射率較低，與其它通道結(jié)合有助于云、雪的判識，同時(shí)此通道對土壤濕度比較敏感，有助于干旱監(jiān)測。通道7-9是海洋水色通道，海洋水色反映海洋中葉綠素的含量，他還可以反映海洋渾濁度和海洋污染以及赤潮等情況。通道10是低層水汽通道，用于大氣修正和大氣透過率的計(jì)算。第14頁/共23頁火情監(jiān)測

在AVHRR圖象中，由于高溫目標(biāo)在通道三的亮溫大大高于背景象元的亮溫，因而在通道三圖象上，含火點(diǎn)象元與周圍象元產(chǎn)生明顯反差。 利用增強(qiáng)，多通道彩色合成、閾值判斷等處理技術(shù)，可以從AVHRR資料中得到反映地面明火區(qū)、過火區(qū)、未燃區(qū)（森林、草原、農(nóng)田）、煙霧范圍和方向等各種反映林火和草原火的信息。并可探測到面積低于一個(gè)象元的亞象元火點(diǎn)。 極軌氣象衛(wèi)星（FY、NOAA）覆蓋范圍寬廣，每天觀測頻次在中高緯度達(dá)8-10次，可以多頻次的監(jiān)測火情。第15頁/共23頁第16頁/共23頁氣象衛(wèi)星作用

熱帶氣旋

第17頁/共23頁沙塵暴監(jiān)測第18頁/共