民用航空气象地面观测规范第15章 卫星云图的基本知识.pdfVIP

第十五章卫星云图的基本知识

第十五章卫星云图的基本知识

第一节极地轨道气象卫星与静止气象卫星

一、气象卫星的概况

按照气象卫星的轨道倾角可以将卫星轨道分为前进轨道、后退轨道、赤道轨

道和极地轨道四种。

极地轨道气象卫星是指太阳同步极地轨道气象卫星，卫星的轨道平面与太阳

始终保持固定的取向。它绕地球极地轨道运行而与太阳同步，运行高度一般在1000

千米左右，运行周期约两小时。由于太阳同步卫星的轨道近于圆形，轨道的预告、

资料的接收定位处理十分方便；太阳同步轨道卫星可以观测全球，尤其是可以观

测到极地地区；在观测时有合适的照明，可以得到稳定的太阳能，保障卫星正常

工作。虽然太阳同步卫星可以获取全球资料，但是时间分辨率低；相临两条轨道

的观测资料不是同一时刻的，需要进行同化。

静止气象卫星是指地球同步轨道气象卫星。它在地球赤道上空静止轨道运行，

与地球处于相对静止状态。静止气象卫星的高度高，视野广阔，运行高度约35860

千米，每隔30分钟或1小时，就可对大气层完成一次近1亿7千万平方千米面积

的观测；可以监视天气云系的连续变化，特别是生命史短、变化快的中小尺度灾

害性天气系统。静止气象卫星的缺点是不能观测南北极区，同时对卫星观测仪器

的要求高。

1988年9月7日我国发射了第一颗近极地太阳同步轨道气象卫星，命名为

FY-1A。2002年5月15日发射了第四颗近极地太阳同步轨道卫星，命名为FY-1D。

1997年6月10日我国发射了第一颗静止气象卫星，命名为FY-2A。2004年10月

19日，我国成功发射了第三颗静止气象卫星，命名为FY-2C。

二、卫星探测的特点

（一）气象卫星在固定轨道上对地球大气进行观测

气象卫星一旦进入轨道，便只能在固定的轨道上观测地球大气。当卫星选用

一定的轨道，则观测范围和区域就一定，所以对于一定的观测目的，轨道的选择

是十分重要的。

（二）气象卫星可实现全球和大范围观测

气象卫星在离地面几百千米到几万千米的宇宙空间，它不受国界和地理条件

的限制，可对地球大气进行大范围的观测。如地球静止气象卫星一般位于3.6万

千米高空对某一固定区域进行观测，观测面积可达地球面积的1/3。海洋、沙漠和

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第十五章卫星云图的基本知识

高原地区都可以从卫星探测获取气象资料，从而深入了解全球大气活动；

（三）在空间自上而下观测

气象卫星在空间自上而下观测地球大气，这与地面观测是不同的。如对云的

观测，卫星观测到的是云顶的特征。在有几层云时，卫星首先观测到的是高云；

若高云很薄，则可透过高云看到中低云；如果高云很厚就无法看到中低云。

（四）气象卫星采用遥感探测方式

气象卫星采用遥感的方法获取大气和地面目标物的特性。遥感探测具有观测

速度快、项目多、信息量大和测量系统不干扰被测目标物，以及资料代表性好等

优点。

（五）有利于新技术的发展和推广应用

第二节卫星观测的基本原理

一、可见光云图的基本原理

可见光云图（图15-1）是卫星接受地面和云区反射的太阳辐射转化而得到的

图像。可见光图上的色调决定于反射太阳辐射的强度（与物体的反照率和太阳高

度角有关）。反照率越大，色调越白；反照率越小，色调越暗。太阳高度角越大，

光照条件越好，卫星接受到的反射太阳辐射也越大，否则越小。云区越厚，色调

越白。但是可见光云图只有在白天才能收到。

图15－12002年8月4日16：30（北京时）可见光云图

二、红外云图的基本原理

卫星接受云区和地面本身的红外辐射总量，用图像表示出来，即为红外云图

（例图15-2）。它反映了地面和云面的红外辐射或亮度温度分布。在红外云图上，

色调越暗，温度越高，卫星接收到的红外辐射越大；色调越浅，温度越低，辐射

越小。

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