遥感-气象卫星

1、气象卫星系列简介一、定义： 气象卫星：是对大气层进行气象观测的人造卫气象卫星：是对大气层进行气象观测的人造卫星，属于一种专门的对地观测卫星或遥感卫星，星，属于一种专门的对地观测卫星或遥感卫星，具有范围大、及时迅速、连续完整的特点，并具有范围大、及时迅速、连续完整的特点，并能把云图等气象信息发给地面用户。能把云图等气象信息发给地面用户。二、概述：气象卫星具有除一般卫星的气象卫星具有除一般卫星的基本结构和部件外，还携带各类遥感仪基本结构和部件外，还携带各类遥感仪器，包括电视摄像机、红外探测仪、射器，包括电视摄像机、红外探测仪、射电探测仪、多谱段探测仪、气象雷达以电探测仪、多谱段探测仪、气象雷达以及

2、数据传输设备。遥感器能够接收和测及数据传输设备。遥感器能够接收和测量地球及其大气的可见光、红外与微波量地球及其大气的可见光、红外与微波辐射，并将它们转换成电信号传送到地辐射，并将它们转换成电信号传送到地面。地面接收站再把电信号复原绘出各面。地面接收站再把电信号复原绘出各种云层、地表和洋面图片，进一步处理种云层、地表和洋面图片，进一步处理后就可以发现天气变化的趋势。气象卫后就可以发现天气变化的趋势。气象卫星所提供的气象资料已被广泛用于日常星所提供的气象资料已被广泛用于日常气象业务、气象科学、海洋学和水文学气象业务、气象科学、海洋学和水文学的研究。的研究。三、气象遥感仪器： 常用的气象遥感仪器有三

3、种：常用的气象遥感仪器有三种：多通道高分辨率扫描辐射计：它可以获得可见光与多通道高分辨率扫描辐射计：它可以获得可见光与红外的云图。太阳同步轨道气象卫星的可见光与红外云图的星下点分辨率都在红外的云图。太阳同步轨道气象卫星的可见光与红外云图的星下点分辨率都在1公里左右；公里左右；地球静止轨道气象卫星的可见光云图的星下点分辨率为地球静止轨道气象卫星的可见光云图的星下点分辨率为0.92.5公里，红外云图的星下点公里，红外云图的星下点分辨率为分辨率为 512公里。公里。高分辨率红外分光计：它可以获得大气垂直温度分布和水汽分布。高分辨率红外分光计：它可以获得大气垂直温度分布和水汽分布。微波辐射计：它配合高

4、分辨率红外分光计工作，可以获得云层以下的大气垂直温度分微波辐射计：它配合高分辨率红外分光计工作，可以获得云层以下的大气垂直温度分布和云中的含水量。气象观测专用系统还包括卫星所载的磁带机等数据存贮装置和数据布和云中的含水量。气象观测专用系统还包括卫星所载的磁带机等数据存贮装置和数据传输设备。传输设备。四、类型：气象卫星主要有极轨气象卫星和同步气象卫气象卫星主要有极轨气象卫星和同步气象卫星两大类。星两大类。极轨气象卫星。飞行高度约为极轨气象卫星。飞行高度约为6001500千米，卫星的轨道平面和太阳始终保持相对千米，卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的交角，这样的卫星每天在固定时间内固定的交角，这

5、样的卫星每天在固定时间内经过同一地区经过同一地区2次，因而每隔次，因而每隔12小时就可获小时就可获得一份全球的气象资料。得一份全球的气象资料。 同步气象卫星。运行高度约同步气象卫星。运行高度约35800千米，千米，其轨道平面与地球的赤道平面相重合。从地其轨道平面与地球的赤道平面相重合。从地球上看，卫星静止在赤道某个经度的上空。球上看，卫星静止在赤道某个经度的上空。一颗同步卫星的观测范围为一颗同步卫星的观测范围为100个经度跨距，个经度跨距，从南纬从南纬50到北纬到北纬50，100个纬度跨距，个纬度跨距，因而因而5颗这样的卫星就可形成覆盖全球中、颗这样的卫星就可形成覆盖全球中、低纬度地区的观测网

6、。低纬度地区的观测网。五、观测内容：卫星云图的拍摄。卫星云图的拍摄。云顶温度、云顶状况、云量和云内凝结云顶温度、云顶状况、云量和云内凝结物相位的观测。物相位的观测。陆地表面状况的观测，如冰雪和风沙，陆地表面状况的观测，如冰雪和风沙，以及海洋表面状况的观测，如海洋表面温以及海洋表面状况的观测，如海洋表面温度、海冰和洋流等。度、海冰和洋流等。大气中水汽总量、湿度分布、降水区和大气中水汽总量、湿度分布、降水区和降水量的分布。降水量的分布。大气中臭氧的含量及其分布。大气中臭氧的含量及其分布。太阳的入射辐射、地气体系对太阳辐射太阳的入射辐射、地气体系对太阳辐射的总反射率以及地气体系向太空的红外辐的总反射

7、率以及地气体系向太空的红外辐射。射。空间环境状况的监测，如太阳发射的质空间环境状况的监测，如太阳发射的质子、子、粒子和电子的通量密度。这些观测粒子和电子的通量密度。这些观测内容有助于我们监测天气系统的移动和演内容有助于我们监测天气系统的移动和演变；为研究气候变迁提供了大量的基础资变；为研究气候变迁提供了大量的基础资料；为空间飞行提供了大量的环境监测结料；为空间飞行提供了大量的环境监测结果。果。六、全球气象卫星探测网：目前构成全球天气监视网的气象卫星探测网，包括两颗低轨气象卫星和五颗高轨气象卫目前构成全球天气监视网的气象卫星探测网，包括两颗低轨气象卫星和五颗高轨气象卫星。已发射的低轨业务气象卫星

8、有美国的泰勒斯、艾萨和艾托斯星。已发射的低轨业务气象卫星有美国的泰勒斯、艾萨和艾托斯-诺阿系列卫星以及国际诺阿系列卫星以及国际卫星；俄罗斯的宇宙和流星系列卫星；高轨气象卫星有美国的应用技术卫星、地球静止卫星；俄罗斯的宇宙和流星系列卫星；高轨气象卫星有美国的应用技术卫星、地球静止业务环境卫星、欧洲空间局的欧洲气象卫星、日本的葵花卫星，已发射的研究卫星有美业务环境卫星、欧洲空间局的欧洲气象卫星、日本的葵花卫星，已发射的研究卫星有美国的雨云卫星等。国的雨云卫星等。七、主要卫星系列 ： 气象卫星的发展经历了试验和应用气象卫星的发展经历了试验和应用两个阶段。除美国和苏联外，日本和欧两个阶段。除美国和苏联

9、外，日本和欧洲空间局于洲空间局于1977年也先后发射了气象卫年也先后发射了气象卫星，这些国家和组织都参加世界气象组星，这些国家和组织都参加世界气象组织织 (WMO)安排的全球大气研究计划的第安排的全球大气研究计划的第一期全球试验。主要的气象卫星系列有：一期全球试验。主要的气象卫星系列有：1、前苏联“流星”号气象卫星系列： 苏联的苏联的“流星流星”气象卫星系列。气象卫星系列。1969年年3月月 26日开始发射日开始发射型，到型，到1981年年7月月共发射了共发射了31颗；颗；1975年年7月月11日开始发日开始发射射型，到型，到1982年底已发射年底已发射9颗。这一颗。这一系列卫星的任务是系统收

10、集地球上不同系列卫星的任务是系统收集地球上不同地区的气象资料，为气象预报和气象学地区的气象资料，为气象预报和气象学研究服务。卫星重研究服务。卫星重12.2吨，高约吨，高约3.55米，直径米，直径1.5米，有两个太阳电池翼，米，有两个太阳电池翼，主体由两个密封舱组成。其中上舱有传主体由两个密封舱组成。其中上舱有传动装置和无线电系统，包括确定轨道参动装置和无线电系统，包括确定轨道参数和发送遥感数据的设备、电源系统以数和发送遥感数据的设备、电源系统以及由惯性轮、气体推力器和离子发动机及由惯性轮、气体推力器和离子发动机组成的三轴姿态控制系统；下舱有科学组成的三轴姿态控制系统；下舱有科学仪器。流星系列的

11、每一颗卫星绕地球一仪器。流星系列的每一颗卫星绕地球一圈可以获得圈可以获得 820地球表面云层覆地球表面云层覆盖和辐射的数据，两颗卫星在盖和辐射的数据，两颗卫星在24小时之小时之内就能对整个半球观测一次。内就能对整个半球观测一次。 2、美国“泰罗斯”号气象卫星系列：美国发射的世界第一个试验气象卫星系列，美国发射的世界第一个试验气象卫星系列，19601965年共发射年共发射10颗，除最后两颗为颗，除最后两颗为太阳同步轨道外，其余的轨道倾角为太阳同步轨道外，其余的轨道倾角为48和和58。为红外观测卫星。呈十八面柱体，。为红外观测卫星。呈十八面柱体，质量是质量是122138千克，采用自旋稳定，星千克，

12、采用自旋稳定，星上的主要遥感设备是电视摄象机，上的主要遥感设备是电视摄象机，3、“艾萨”号卫星：美国第一代太阳同步轨道气象业务应用美国第一代太阳同步轨道气象业务应用卫星。卫星。19661969年间先后发射了年间先后发射了9颗颗,轨道倾角约轨道倾角约102 ，轨道高度约，轨道高度约1400公公里，云图的星下点分辨率为里，云图的星下点分辨率为4公里。公里。 4、“泰罗斯N/诺阿”卫星系列：这个系列的第一颗卫星在这个系列的第一颗卫星在1978年年10月月13日发射，第二颗卫星和第三颗卫星分别于日发射，第二颗卫星和第三颗卫星分别于1979年和年和1980年发射。共计划发射年发射。共计划发射8颗卫星，每

13、年一颗，使用到颗卫星，每年一颗，使用到1985年左右。卫星长年左右。卫星长3.7米，米，直径直径1.9米，发射重量约米，发射重量约1400千克，太阳电池阵在最小光照下可提供千克，太阳电池阵在最小光照下可提供420瓦功率，采用瓦功率，采用太阳同步轨道，倾角太阳同步轨道，倾角99，高度约，高度约850千米，形状近似圆形，周期千米，形状近似圆形，周期102分钟。由两颗卫分钟。由两颗卫星同时观测，彼此相隔星同时观测，彼此相隔90。 卫星携带的气象观测仪器主要有：改进型甚高分辨率扫描辐射计（卫星携带的气象观测仪器主要有：改进型甚高分辨率扫描辐射计（ AVHRR）和泰罗斯）和泰罗斯业务垂直探测器（业务垂直

14、探测器（TOVS）。改进型甚高分辨率扫描辐射计有）。改进型甚高分辨率扫描辐射计有5个波段通道个波段通道 。它拍摄的。它拍摄的云图等数据可以实时用云图等数据可以实时用137兆赫和兆赫和1700兆赫两个频段传向地面；泰罗斯业务垂直探测器兆赫两个频段传向地面；泰罗斯业务垂直探测器由高分辨率红外分光计、微波探测计、平流层探测计由高分辨率红外分光计、微波探测计、平流层探测计3种气象遥感仪器组成种气象遥感仪器组成 ，它们的星，它们的星下点分辨率分别为下点分辨率分别为17、109和和147千米。千米。5、“静止气象卫星”(GMS) ： 日本的地球静止轨道气象业务应用卫星，日本的地球静止轨道气象业务应用卫星，共共2颗，分别于颗，分别于1977年和年和1981年发射，可见年发射，可见光和红外云图的星下点分辨率分别为光和红外云图的星下点分辨率分别为1.25公公里和里和5公里。公里。 6、“气象卫星”(Meteosat)： 欧洲空间局的地球静止轨道欧洲空间局的地球静止轨道气象业务卫星，共气象业务卫星，共2颗，分别于颗，分别于1977年和年和1981年发射，可见光、年发射，可见光、红外云图和水汽图的星下点分辨率红外云图和水汽图的星下点分辨率分别为