卫星月考整理.doc

可见光通道图象（0.55-0.90微米）主要来自地面、云面对太阳辐射的反射辐射空间分辨率是1.25公里如果太阳天顶角（或高度角）越小和目标物反照率越大，气象卫星接收到的辐射就越大， 反之就越小。若把接收到的辐射转换成黑白图象，辐射越大用越白的色调表示，辐射越小 用越黑的色调表示。由于云与地表间的反照率差异很大，很容易将云和地表区别开。表3.1.2 可见光图象上各目标的色调色 调目 标 物黑 色海洋、湖泊、大的河流深灰色陆地上大面积森林覆盖区、牧场、草地、耕地灰 色陆地上的晴天积云、塔里木沙漠、陆地上单独出现的卷云灰白色大陆上薄的中高云白 色积雪、冰冻湖泊和海洋、中等厚度的云（中云、积云、层积云）浓白色大块厚云、积雨云团、多层云窗区标准红外通道图象（10.3-11.3微米，11.5-12.5微米）是地面和云面发射的长波红外辐射，太阳辐射完全忽略。5公里在一定条件下，接收的辐射仅与物体的温度有关，辐射大用黑色表示，辐射小用白色表 示。由于在对流层中大气温度是随高度递减的，所以根据色调深浅能判断云的种类。表3.2.1可见光与红外图象的比较红外图象黑沙漠（白）暖海洋深灰层积云晴天积云沙漠（夜间）冷海洋灰层云（厚）雾（厚）晴天积云卷层云（薄）纤维状卷云青藏高原高山森林淡灰高积云（厚）浓积云纤维状卷云高层云（薄）白密卷云，多层云卷层云，高山积雪卷云砧，极地冰雪消失中的卷云砧宇宙空间白淡 灰灰深灰黑 可 见 光 图 象 水汽通道图象（6.3-7.6微米，中心波长6.7微米）利用这种衰减可以测定大气中水汽的存在，若将这种“亮温”与相应的标准红外亮温做比 较，其差异是因地表或云以上水汽的吸收与再辐射而产生。在无云情况下，水汽图象上色调愈白（亮温越低），表示水汽越多，色调越黑（亮温越高）， 水汽越少。只能探测到对流层中上部的水汽，在水汽图象上看不到700百帕以下的云和地表（海岸线、 积雪、雾等等）。在水汽图象上，厚密的高云很白亮（亮温很低，与窗区红外图象很相近），此时高云下面 的水汽对6.7微米通道的探测无影响，卫星测到的辐射来自高云顶部。窗区中红外通道图象（3.5-4.0微米，中心波长3.7微米）白天在这一通道测到的辐射不仅包含地面云面自身发射的3.7微米辐射，而且包含地面云 面反射的太阳的3.7微米辐射，并以地面和云面反射的太阳的3.7微米辐射为主。夜间卫 星在这一通道测到的辐射就只是地面和云面自身发射的辐射了。辐射大转换成黑色，辐射小转换成白色。如果用标准红外图像的色调标准，夜间没有问题。 但是在白天，高辐射强度并不对应着高的温度，而是像可见光图像一样，对应着高的反射 率（云）。这样一来，云就表示成黑色，图像将变成可见光图像的负片。夜间用3.7 m 图象判别雾: 在IR图象上，雾顶与周围地表温度相近，则不能被识别. 在3.7 m 通道，地面的发射相当于黑体，而云（雾）不是黑体，发射率0.9（温度相同， 辐射不同).即，夜间在3.7微米通道上,地表和云温度相同时，地表的辐射大于云（雾）,因此地表暖于云（用辐射计算亮度温度),故可区分地表和雾（低云）.夜间用10微米通道的亮温减3.7微米通道的亮温正值的地方是雾（低层云）没变化的地方是地表，负值的地方是卷云。表3.4.1 云在白天的可见光和3.7微米图象中的表现可见光图象3.7微米通道图象云表现为灰白色云能表现出从黑到白的任何色调多次散射和天光使云很亮由于没有多次散射和天光的作用，云呈黑色云的反射率主要取决于云厚和云中含水量的变化云的反照率取决于云水滴的大小；由大滴（或冰晶）组成的云显得白透过高层的薄云能够看到低层的云透过高层的云不能看到低层的云比较中红外（3.7微米）和标准红外图象（10-12微米）有以下差别：中红外图象比标准 红外图象的测温精度高；中红外通道的大气衰减小；中红外通道在白天有太阳辐射污染。小结： 红外+水汽=区别高中低云；再+可见光=读出云的厚薄。红外(IR)图象提供有关云纹理结构信息的能力比可见光(VIS)图象差，在红外图象上可以根据云的色调差异，识别云的相对高度。识别云的判据结构形式:带状,涡旋状,团（块）状,细胞状,波状 范围大小:锋面、气旋上千公里,对流云几公里边界形状:直线,圆形,扇形,气旋性弯曲,反气旋性弯曲,整齐和不整齐色调:（亮度、灰度）物象的明暗