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一起了解下“卫星气象学”

发布时间:2020-03-06 14:30来源: 未知

卫星气象学是利用卫星探测资料研究大气的一门学科。它是随着人造地球卫星的出现而发展起来的大气科学分支。随着气象卫星探测能力和对探测资料的处理能力的不断提高,气象卫星将提供更加广泛的资料,其中包括短时间间隔的多通道普通云图和数值图象资料,使卫星云图的分析工作由纯定性分析向半定量和定量分析发展;由以分析大尺度天气系统为主,向同时分析和监视中小尺度天气系统发展;由以气象分析应用为主,向气象、水文、海洋等多学科分析应用发展。

  卫星气象学 - 研究简史

一起了解下“卫星气象学”-图1

  在1960~1980年期间,美国、苏联、日本和欧洲空间组织各国先后发射了 130颗气象卫星,获得大量全球范围的各种大气探测资料:①卫星云图资料。包括可见光云图和红外云图、云顶高度及其温度、地球上冰和雪的覆盖范围、无云区地球表面(陆地和洋面)的辐射温度等;②卫星探空资料。包括温度、湿度、臭氧的铅直分布,云中含水量和降水强度等;③卫星测风资料。主要是由云的运动估算风向风速;④卫星辐射探测资料。包括地-气系统将太阳辐射反射和散射回太空的短波辐射资料,以及地-气系统向太空发射的长波辐射资料。

  卫星气象学是20世纪60年代初开始出现的一门新兴学科。从1960年4月1日发射第一颗专用气象卫星后的20年内,已经历了两个重要的发展阶段。大约在70年代以前,气象卫星获得的主要资料是云图,并定性地应用于天气分析、天气预报和气象研究,70年代初期,卫星红外辐射仪投入业务应用,而且地面资料处理能力大为提高,使定量的或半定量的卫星探测资料,开始应用于大气科学的各个分支。

  卫星气象学 - 研究内容

一起了解下“卫星气象学”-图2

  主要有两方面:①研究利用卫星这一观测平台探测地球大气各种气象要素的原理和方法(见大气遥感)。②研究卫星探测资料如何应用于大气科学研究的各个领域。如:根据卫星的辐射探测资料,研究地-气系统的辐射平衡;根据温度铅直分布廓线和测风资料,为数值天气分析和预报提供大量非常规观测资料;根据洋面海水温度资料、陆地上积雪的覆盖范围和高纬度地区洋面积冰范围的资料,研究海-气热量交换作用和气候变化;根据卫星云图资料,识别各种不同的天气系统(如锋面、高空急流、台风、温带气旋、反气旋、雷暴),判别天气系统的发展阶段及其未来的演变趋势,估计台风中最大风速,以及估计对流云的降水强度等。由于极轨气象卫星资料并不是同一时刻的观测资料,怎样将这些不同时刻的观测资料用于天气图分析和数值预报中,这是仍在研究的问题(见数值天气预报资料的处理和分析)。 在辽阔的洋面和记录稀少的沙漠及高原地区,卫星云图分析是天气分析和预报的主要依据。许多国家气象部门所发布的天气图,对于海洋地区都是先根据常规资料作出分析,然后利用卫星云图订正。

  卫星气象学 - 系统

  数据接收与测控站

一起了解下“卫星气象学”-图3

  主要由接收系统、测控系统和通信设备组成。极轨道卫星系统有多个数据接收和测控站,而静止卫星系统一般只有一个站。它的主要功用是接收气象卫星遥感器感测的信息、经由卫星转发的数据收集平台的数据、空间环境监测器的信息以及卫星本身的遥测数据,经通信设备将这些信息送往数据处理中心。它还将卫星控制中心送来的遥控指令发送给气象卫星。此外,静止气象卫星的数据接收与测控站还要把数据处理中心发来的高低分辨率的云图、天气传真图、对数据收集平台的询问信号转发给气象卫星,根据卫星控制中心的指令对卫星进行跟踪测量并将测得的数据送到数据处理中心。

  数据处理中心

  由计算机、外围设备和相应软件组成。它对数据接收与测控站送来的信息进行记录、处理,提取各种有用信息,制出各种天气图,把各种观测数据变换成定量的气象数据,分发给天气预报部门和其他用户。这个中心还对整个气象卫星系统进行监视和指挥调度。数据处理中心配备高速