卫星气象复习

1、卫星气象复习第一章绪论1、卫星气象学如何利用气象卫星探测各种气象要素,并将卫星探测到得资料如何应用于大气科学的一门学科.2、气象卫星的种类近极地太汨同步轨镇卫星帧角约90:按轨道划分地球同步轨道卫星(地球睁止卫星)倾角0非同步航道卫星倾角在9.'和0'之间f试验片象二型按功能划分存星L北芳二冠,呈太阳同步轨道的特点|优点：(1)轨道为圆形,轨道预告、接收和资料定位方便；(2)可实现包含极地的全球观测；(3)在观测时有适宜的太阳照明,有利于资料处理和使用；(4)仪器可以得到充分的太阳能供应.缺点：(1)对中低纬度同一地点观测的时间间隔太长(相对于GEO),不利对中小尺度天气系统的

2、监测；(2)相临两条轨道的观测资料时间差达100多分钟,拼图不利.地球同步卫星轨道的特点优点：(1)高度高,视野广；(2)对同一地区连续观测；(3)监视中小尺度天气系统；(4)圆轨道,定位、处理、接收方便.缺点：(1)不能观测两极；(2)高度高,精度难提升.第二章卫星运动和气象卫星轨道1、卫星运动三定律(1)卫星运行的轨道是一圆锥截线(圆、椭圆、抛物线、双曲线),地球位于其中的一个焦点上.(2)卫星的矢径在相等时间内扫过的面积相等(即面积速度为常数).【注：由于面积速度为常数,所以：r约小,a约大.在近地点r最小,最大.r约大,小.在远地点r最大,3卫星轨道周期的平方与轨道的半长轴的立方成正比

3、.2、卫星轨道参数轨道的升降段卫星由南北半球飞往北南半球那一段轨道称为轨道的升降段.升降交点把轨道的升降段与赤道的交点称升降交点.轨道倾角i指赤道平面与轨道平面间的升段夹角.周期T指卫星绕地球运行一周的时间；截距L连续两次升交点之间的经度数.L=T*15度/小时.星下点|卫星与地球中央连线在地球外表的交点称为星下点.轨道数i指卫星从一个升交点开始到下一个升交点为止环绕地球运行一圈的轨道序数.3、气象卫星轨道的分类气象卫星的开展分为近极地轨道又称近极地太阳同步轨道卫星系列和地球静止轨道又称地球同步轨道卫星系列两类.它们分别又经历了实验到业务使用卫星阶段.第三章卫星遥感辐射根底1、电磁波段的划分眠

4、援屯振防3x0*JxlCF中红外运红外15750pm.俐0J3M5O.500.570.60030.了&微米Lk附T地同大气.L福射-1电离H电磁耨落一也于朋近一H一行子你口转动与紫一精ft绿黄橘红越洪波广红外如可期讹紫外媒射K泄中溃短遽鲁波波长频率Hz2、根本辐射量辐射能Q指电磁波携带的能量或物体发射辐射的全部能量.单位：焦耳J辐射通量4指在单位时间内通过某一外表的辐射能.单位：焦耳/秒J/t辐射通量密度F指通过单位面积的辐射通量.单位：焦耳/米2.秒J/m2t出射度M指辐射体外表发射出的辐射通量密度辐照度E指投射到一外表上的辐射通量密度.F=M=ERadiance辐射率,辐亮度L一个

5、面辐射源在单位时间内通过垂直面元法线方向上单位面积、单位立体角的辐射能.单位：瓦米-2球面度tWm-2S-1黑体指在任何温度、对任意方向和任意波长,其吸收率或发射率都等于1的物体.a入=1灰体指其吸收率与波长无关,且为小于1的常数的物体.a入户C1选择性黑体指其吸收率随波长而变的物体.a=a入亮度温度Tb在给定波长处,如果物体的辐射亮度L入T与温度为Tb的黑体辐射亮度相等,即L入T=BX兀那么称Tb为该物体的亮度温度.太阳常数到达地球大气顶的太阳辐射通量密度So=1353瓦/米2吸收带对辐射吸收很强的波段就称为该气体的吸收带.大气窗|吸收很弱或没有吸收的波段称为大气窗.卫星在大气窗区波段可以测

6、量地面、云层反射或发射的辐射,从而可以得到地表、云面的反射特性或温度分布；卫星在吸收带测量,可以得到大气温度和成分.3、卫星观测原理VIS通道：0.520.68,0.58-0,68吊等大气窗一可见光云图0.7251,1m一近红外云图IR通道：10.5-12.5m大气窗一长波红外云图3.55-3.93m大气窗一短波红外云图中红外云图5.7 73用水气吸收带一水汽图图象灰阶规那么：VIS:反射强,辐射测量值大,用白色表示,如厚云区；反之,用黑色表示.IR：温度低,辐射测量值小,用白色表示,如厚云区；反之,用黑色表示.第四章卫星图像的分析根底1、可见光云图通道*0.52-0.68pm；-58Q68叫

7、i；0.725-1J岬等大气窗匕=区见S=%SJ姆/cos匹西在大气窗区0C口二口BQ"太阳辐亮度上仃.可看做常数.因此H星观测到的幅射I与物体反照率一和太阳犬顶用,有美°在一定的太阳天顶用I"上物体反照率4X超大,卫星观测到的辐射la0s就越大,在云图上色AKttt亮t而展入越小.就越小,卫星云国色调就越暗.福时大用白色表示飞扬射小用麻色衣示；在反照率匚.相同的条件下,太阳天顶角日|越大.卫星观测到的辐射LNHQ就越小.卫星云图的色调就越暗；越小,LJUG就摩大,卫星云图的色调就越亮.2、红外云图U槌波红外工国口.一51工5山口大气窗L,口=1V0中忸V.

8、63;星观测涧的犒肘I物体温度有关物体温度越忘.卫星观测到的辎射L0s就越大,把星云图的色调就叁暗；物体温度越低,U星观潮到的辐射LJUQ就越小,卫星云图的色调就这;二f幅射火用樵色表示,一射小用白色表示.2.短波红外云图3:5一1啊上/=£,反射太阳辐射*.物体发射辐射4?=*£石二知3号8S盯"+1%比覃r3即以rJ_33g氧rJ_?%电=£；3%加%?+f/门M,ZtI旃3.93微米大气寓通道位丁太阳输城和地气辐谕的重合及在白天LJRC包括反射的太阳辄射和地面云面发射的辐射两项,云图色调的变化较复杂,增加了图象识别难度.对于地发温度遥感而不踞波红外

9、通道花口又受太口一染,I在役叫"流.3、水汽图5.77.3阿水汽强吸收带,吸收带中央为a7叫*U幻=2"式幻也1丁必大气中水汽含越越大,对其下发出的辐射吸收就越强,到达H星的辐射就愁小,因此,水汽图色调越白.表示水汽越多.反之.色陶越黑.表示水汽越少.4、卫星云图上识别云的6个判据p218结构形式、范围大小、边界形状、色调、暗影、纹理5、卫星云图上各类云的识别p220第五章天气尺度系统和云系1、大尺度云系类型云带即带状云系宽而连续的云型,具有清楚的弯曲或不弯曲的长轴,长宽之比?4:1,且宽度1纬距.如：锋面、ITCN急流等.云线长宽之比?4:1,长30数百公里不等,且宽度&

10、lt;1纬距.云盾较宽的云型,长度：宽度W4:1,与喷射流或短槽相关.涡旋云系由一条或多条不同云量和云类的螺旋云带朝着一个公共的中央辐合形成,如：台风、气旋等.逗点云系形状如逗号“,的云系,是涡旋云系的一种.斜压叶状云系形状如叶的宽云带,由S形后边界、逗点状头部和v形缺口的尾部构成.表示高空槽、低槽、冷锋等天气系统.S形北段主要是卷云；中段为多层云系,南段为积状云.细胞状云系直彳54080km,主要是局地热力对流产生,由于冷空气受到下垫面的加热,在较好的条件下形成；风速垂直切变较少.开口未闭合细胞,呈指环、U形,大气不稳定、温差大,可发生在湿地表或洋面上积云线和对流单体之间,主要由浓积云Cuc

11、ong,Cu组成.闭口闭合细胞,呈团球状,大气较稳定、温差较小,主要由Sc组成.波状云系由重力波引起.变形场云系高压中央G与低压中央D之间存在变形场,对应云系如阴影区所示.图为南半球情形1两侧气流强度相当,云带平直.2当一方气流强于另一方时,云带由强侧向弱侧弯曲.平直西北气流较强西南气流强2、锋面云系填空冷锋云系活泼,不活泼冷锋.带状,长,从顶一尾,宽一窄,连续一不连续,多层云一中低云,厚一簿,亮一暗,后边界整洁,气旋弯曲,锋面依据云形态而定.暖锋云系多层云,上有卷层云,亮,前界云短而宽,反气旋弯曲,锋面多在后界.锢囚锋云系多层云,厚,亮,云带气旋弯曲,锋面多在后界或内界.静止锋云系活泼的静止

12、锋云系表现为一条宽的云带,云带没有明显的气旋性弯曲；静止锋云带上的云状随季节和地理位置而有差异,冬季静止锋云系以层状云为主高层云高积云和层云；夏季的静止锋云系内多对流云,以及各类混合性云系；在夏季静止锋云系的南边界处常伸出一条条枝状云带线.1华南静止锋：南岭以北,东西带状、片状,低云为主,云顶均匀,色暗,锋面沿南岭山地,连阴雨.弱时云带不连续.2梅雨锋：长江流域,带状,准直线形,长数千公里,以层状云为背景,其上分布着各种大小不同强度各异的对流云团,色调差异很大,连续性降水中有暴雨,锋面在云带南界以内的云带中.3、温带气旋云系p285温带气旋云系通常由斜压叶云系、涡度逗点云系和变形场云系三局部组

13、成,呈涡旋状、逗点状.完整的温带气旋伴有冷、暖、锢囚锋三种锋面的云带.4、高空急流云系高空急流云系特征中高云区,带状、盾状,北边界整洁、反气旋弯曲,对应急流主轴.当卷云纹理清楚时急流风速一般30m/s.当急流轴北边界上有横呵遗成生或时,说明急流很强,急流风速一般在40-50m/so8090%的急流可在卫星云图上识别.急流可分为极锋急流和副热带急流.第六章热带气旋的云图分析1、台风云系的结构填空台风云系的结构其中央为一暗黑的无云眼区、围绕眼区的中央稠密云区、环绕稠密云区的外围螺旋云带.2、热带气旋的发生开展和衰弱热带气旋的生成条件在热带洋面上,热带云系的分布形式说明有一个初始的热带扰动,洋面温度26.5度,离赤道5度以上,低空有辐合流入气流,高空有明显的辐散气流,风的垂直切变小热带气旋的开展增强云形由不规那么逐渐变圆,云系范围变大,环流中央越来越明显；云系的偏南方向在低空有大量的对流云,以与中央云区较大交角辐合流入；云系高空至少在大于180度的范围有由卷云羽表示的明显辐散流出；云与移动前方的其它对流云团合并；远离极锋系统云系25个纬距