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[摘 要]卫星云图气象资料在日常天气预报中发挥着重要作用.利用卫星云图可以识别不同的天气系统,确定它们的位置,估计其强度和发展趋势,为天气分析和天气预报提供可靠依据.那么如何用气象卫星探测云图气象资料以及气象卫星观测有何特点,本文就此围绕这一问题提出简要看法,以期能为卫星云图的获得提供理论参考.

[关 键 词]气象卫星云图探测

卫星云图是由气象卫星自上而下观测到的地球上的云层覆盖和地表面特征的图像.根据云图上色调的差别和特定的形状可以看出,哪些是陆地,哪些是海洋,哪些是冷锋,哪些是气旋,等等.于是人们就可从云图上看出,锋、气旋等天气系统的发展和移动,有助于天气预报.而且在海洋、沙漠、高原等缺少气象观测台站的地区,卫星云图所提供的资料,可以弥补常规探测资料的不足,对提高预报准确率起到重要作用.

一、气象卫星的观测特点

气象卫星是空间技术与遥感技术相结合的产物.它与常规的气象观测仪器相比,具有以下几方面特点：

（1）遥感探测

气象卫星一般离地面很高,有几百至数千千米.而要观测的气象要素主要分布在离地面几十千米的对流层和平流层内,尤其是与日常天气预报密切相关的风、云、雨、雪等,它们都发生在地面到十几千米高的对流层内.所以,气象卫星不能采用地面气象站和无线电探空站的探测方式,让感应器和被测物体直接接触的所谓直接探测.所以气象卫星采用的是遥感探测方式.

（2）沿一定轨道观测

气象卫星.作为一个天体,在空间一定轨道上运行.卫星一经发射成功,它的轨道也就固定下来了.每天周而复始地按其轨道运行、观测.所以,它不能像飞机那样根据任务制定航线,到指定地区进行观测.也不能像地面雷达那样,对作用距离内的被测物体进行频繁而细致的主动遥感.但这些缺点可以由选择理想轨道而得到一定程度的克服.

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（3）获取全球气象资料

通过卫星绕地球运转和地球自转,极轨气象卫星可以获得全球的气象资料,这是气象卫星作为一种观测工具的最大优点.通常的探测工具作不到这一点,无论是气球、飞机或雷达,它们的观测范围都很有限.气象卫星除通过自己的探测器获取资料外,近年来还通过它来收集各地气象资料.

二、气象卫星获取云图资料的方法和过程

气象卫星是一种综合性的观测工具.它的观测资料有两大类：一类是图像资料；一类是定量探测资料.图像资料中,按照

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（1）电视云图

电视云图就是用与日常电视摄像相似的方式来拍摄的云图.气象卫星上的电视摄像系统在拍摄云图时,其工作过程分成四个阶段.首先是准备阶段：通过电子束对电视摄像管的光导层扫描,使摄像管的感光面具有相同的电位,作好接收图像的准备.紧接着是照相阶段：照相机的快门打开,曝光16.7毫秒（1秒——1000毫秒）,卫星下方的云景或地球表面通过镜头聚焦到感光面上,这一过程与照相相似.然后是移相阶段：日常生活中的电视是以很快的扫描速度将图片传送出去的,而卫星上的电视摄像系统发送图像的速度很慢（每幅图像2～3分钟）.因此必须把光导层上的电子图像转移到后面的薄像层上去,供扫描发送.最后是发送阶段：由电子枪发射的电子束以每秒钟四条线的速度对薄像层进行扫描,这时一幅电子图像就转变成了一边串相应的电讯号,然后再通过卫星上的发射机天线将这些电讯号以无线电波的形式发射出去.发送过程就是将一幅完整的图像分解成许多条扫描线,每条扫描线再分解成若干个像素的过程.一幅图像发送完毕之后,立刻擦去贝宁像层上残留的电荷,为发送下一张云图作好准备.上述整个摄像、发送过程都由程序钟自动控制.

（2）扫描辐射仪云图

扫描辐射仪通常由可见光和红外两个通道组成.其中可见光通道的观测原理与电视云图相似,即由感应元件测量云层或下垫面对太阳辐射的反照率大小.红处通道的探测原理与可见光通道有较大的差别.它是通过测量云层或地面放射的红外辐射来获得云图的.由于包围着地球的大气层是由多种气体成份（如：氧、氮、二氧化碳、水汽等）组成的混合气体.每一种气体成份按其本身的分子结构,都能吸收和放出一定的红外辐射.对组成大气的各种气体成份而言,有几个光谱区（如3.4～4.3微米,8～12微米）,它们既不吸收也不放射.换句话说,地面或云层放出的这几个光谱区的红外辐射可以不受阻挡地透过地球大气而到宇宙空间去.这几个光谱区犹如窗户,可以让相应波长的红外辐射自由通过,所以又把它们叫做大气窗区.如果我们在卫星上放置一个大气窗区波段的感应元件,则可以得到云层或地表面在这个波段放出的红外辐射.与电视云图相比,扫描辐射仪云图有两个显著的优点：一是它的红外通道在夜间也可以进行观测,这就实现了气象卫星的日夜观测,使气象卫星的利用率提高了一倍；其次,扫描辐射仪得到的是定量的辐射强度资料,由此可以计算出云顶温度、海面温度、不同地表特征的反射率等,以便于进行卫星云图的定量分析.这样又从另一个侧面提高了气象卫星的利用率.

参考文献：

[1]陈宏义,张梅.热带气旋预报中的卫星云图实用技巧[J].气象科技,2008,（05）.

[2]余建波.基于气象卫星云图的云类识别及台风分割和中心定位研究[D].武汉理工大学,2008.

[3]黄世芹,牟克林,杨秀庄,金建德.一次典型MCC卫星云图及雷达回波特征分析[J].云南大学学报（自然科学版）,2011,（S1）.

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