卫星气象学课件1-09ppt.ppt

1、卫星气象学（卫星云图分析） 1、气象卫星发展现状 2、气象卫星轨道和运动规律 3、气象卫星遥感观测的基本原理 4、气象卫星观测仪器、资料获取和处理应用 5、气象卫星图像的分析基础 6、中纬度天气系统的卫星云图分析 7、热带低纬度天气系统的卫星云图特征 8、气象卫星观测资料天气分析预报中的应用,第一章 卫星气象学发展现状 1 气象卫星的发展与当今时代特征 2 气象卫星遥感的意义和内容 3 卫星资料在大气科学中的作用 4 各国气象卫星的发展和资料应用 现状 5 对地观测卫星的种类和发展,第一 章 卫星气象学发展现状 1气象卫星的发展与当今时代特征 一、卫星技术的发展 1、 二十世纪五十年代后期，空

2、间技术迅速发展，出现了人造卫星。人造卫星是进行科学研究的重要工具。 2、携带各种气象观测仪器的人造卫星，用于测量大气温度、湿度、风、云和辐射等气象要素以及各种天气现象，以研究气象为目的的卫星称做气象卫星。 3、1960年4月1日，美国第一颗气象试验卫星泰罗斯1号发射成功，开创了人造卫星应用于气象探测的新纪元，四十多年来，在探测理论和技术、灾害性天气监视、天气分析预报等方面发挥了重要作用，促进大气科学发展，形成了卫星气象学。 4、当今已形成宇宙空间时代Satellite 卫星、宇宙探险； 5、高科技计算机时代Computer 计算机； 6、信息时代Internet 国际互联网。,二、 中国气象卫

3、星的创建时代 自从1960年美国发射第一颗TIRos1试验卫星以来，世界各国已发射了上百颗气象卫星。极地轨道和静止轨道卫星。除美国外，中、日、俄、法、印、欧共体等国家和组织都已发射了气象卫星。 1、中国风云1号气象卫星（极地轨道） 我国于1988年9月7日，由长征4号火箭成功地将FY1(风云1号)气象卫星送入太空，从此我国拥有了自己的气象卫星。 FY1号气象卫星是中国第一颗极地太阳同步轨道试验卫星， 它由中国航天部承担卫星的研制和发射任务，中国气象局卫星气象中心负责管理卫星资料的接收。经过近30多年的发展，正在向业务化，增加可靠性方面迈进。 中国气象卫星已经成为世界气象卫星系统中的重要成员。

4、目前，人造卫星已广泛地应用于天文、气象、地质地理、海洋、农业，军事和通讯等各个领域，,FY-1A 88.9.7 发射，实验，未投入业务使用。 FY-1B 90.9 .3 发射，实验，未投入业务使用。 FY-1C 99.5.10发射，有多通道可见光和红外扫描辐射仪（Multi-Channel Visible and IR Scan RadiameterMCVISR）由5通道增至10通道，已投入业务使用。 FY-1D 2002.5.15.发射升空。投入业务使用。 2005年发射第二代极轨业务卫星FY-3卫星，除装载可光见和红外成像仪器外，还有高分辨红外分光计、微波辐射计、微波成像仪、紫外臭氧探测器

5、、地球辐射收支仪及大气探测用的GPS接收机。不仅实现全天候大气要素的垂直探测和表面特征观测，还能得到多种描写陆地、海洋、冰雪特征的地球物理参数。应用范围扩展到地球环境科学的多个领域，为获取全球大气和地球物理参数的重要卫星之一。,2、中国的静止轨道气象卫星 FY-2A97年6月10日发射 FY-2B 于2000年6月25日发射成功，定点于105E上空，辐射仪有三个通道，可见光为0.551.05m，水平分辨率为1.25公里，红外为10.512.5m，分辨率约为5.0公里，水汽为6.27.6m，分辨率约为5.0公里。 FY-2C卫星2004年10月29日北京时间11时至11时25分，获取的第一幅可见

6、光图像。 FY-2D卫星2006年12月8日08时53分发射升空。 FY-2 第02批为FY-4，是中国未来新一代静止气象卫星系列。计划于2010年之后试验应用。 2009年11月23日风云-2E星接替C星观测试运行，12月23日8时起，正式投入业务运行。,2012年1月13日8时56分，风云二号气象卫星07星在西昌卫星发射中心成功发射升空。风云二号07星是风云二号03批三颗卫星中的首发星，卫星成功发射后将定点在东经112赤道上空的地球同步轨道，并命名为风云二号F星。卫星采取自旋稳定方式，设计工作寿命为4年。 风云二号F星星载两个主要载荷：扫描辐射计和空间环境监测器。其中扫描辐射计可以实现非汛

7、期每小时，汛期每半小时获取覆盖地球表面约三分之一的全圆盘图像。同时，风云二号F星还具备更加灵活的、高时间分辨率的特定区域扫描能力，能够针对台风、强对流等灾害性天气进行重点观测，将在我国气象灾害监测预警、防灾减灾工作中发挥重要作用。,风云二号F星还搭载了数据转发平台，可以将我国高山、海岛、船舶、浮标、沙漠等人烟稀少地区的气象、水文、海洋、环境等地面观测数据通过卫星转发至数据处理中心。 风云二号F星的观测资料和产品将广泛应用于天气预报、气候预测、灾害监测、环境监测、军事、航天气象保障等重要领域，特别在台风、暴雨、大雾、沙尘暴、森林草原火灾等监测预警中发挥重要作用，为各级政府防灾减灾提供准确的决策信

8、息。风云二号F星的发射及投入业务运行，将在保证我国静止气象卫星观测业务连续性和增强业务观测能力方面起到重要作用，为我国国民经济和社会发展做出更大的贡献。,经过四十多年的努力，中国已成功发射了6颗极轨气象卫星和5颗静止气象卫星。目前，风云一号D星、风云三号A星、风云二号D星和E星在轨稳定运行，风云二号C星在轨备份。中国气象卫星已实现了从试验应用型向业务服务型的转变。 风云三号02星成功入轨将增强应对气候变化能力 中国第一颗下午轨道气象卫星风云三号02星2010-11-5 日成功进入预定轨道。该星将与2008-5-27日发射的风云三号A星共同实现中国极轨气象卫星上、下午星组网观测，并将全球观测时间

9、分辨率从12小时提高到6小时，稳步提高气象预报预测准确，进一步增强中国防灾减灾和应对气候变化能力。,3、中国的FY-1 、FY-2，气象卫星系列已通过多年应用存在的基本问题是： 1）分析卫星云图是天气预报工作的基础，需要专门的知识和技术； 2）在我国的大学大气科学专业课程中,这方面的内容都比较少（选修）； 3）在天气预报工作中,数值预报,天气学分析预报，气象统计预报，卫星、雷达资料应用同样重要，实际上卫星雷达资料的使用不够； 4）定量化资料应用更不够。,4、卫星资料应用 1）预报业务应用 可见光红外VIS,IR普通云图增强显示 ； 低分辨率高分辨率 ；极轨静止 ；APT云图工作站遥感中心 MI

10、CAPS；研究发现新事实，建立天气概念模式 预报模式； 高、低空急流、南支急流、热带云团高原大暴雪，孟加拉湾风暴中国天气（南支槽与孟加拉湾风暴的影响） 热带气旋中尺度对流季风云团赤道辐合带锋面北方大暴雨（暴雪）北方气旋南方气旋（云图及天气模式）； 台风，MCS，沙尘暴，大气污染，雨量估算等。 2）多功能应用 洪水和干旱监测，森林火灾，雪灾，作物估产，港口设计，环境监测，地震预报。 3）气侯应用（研究） I TCZ，副高，中国区域气候，大气冷热源，低频震荡，热带散度风及垂直环流，厄尔尼诺，ENSO，季风，降水异常（旱涝）和气温异常（冷害），台风异常； 4）多通道应用：可见光、红外、水汽、微波。,

11、2 气象卫星遥感的意义和内容 专门用于以研究气象为目的的卫星称做气象卫星。卫星上携带各种气象观测仪器，测量温度、湿度、风、云和辐射等气象要素及各种大气现象。促进了气象科学的发展，在探测理论和技术、灾害性天气监视、天气分析预报等方面发挥了重要作用。形成了卫星气象学（代表著作）。 1、气象卫星遥感观测的定义 气象卫星在几百公里、甚至几万公里的太空对地球大气系统进行观测，是一种以遥感探测为主要方式的观测技术。所谓遥感，就是在一定距离之外，不直接接触被测物体和有关物理现象，通过探测器接收来自被测目标物发射或反射的电磁辐射信息，并对其接收、分类、处理和识别的一种技术。,2、遥感探测技术的重要组成部分 (

12、1)、遥感信息获取手段、各个电磁波工作波段和各类传感器特性的研究； (2)、各类物体的辐射波谱特性，以及这种信息传输规律的研究； (3)、遥感数据接收处理及分析判读技术的研究。 遥感技术体系包括地面控制、接收体系和数据处理系统以及资料分析应用四部分组成。 3、气象卫星遥感观测的特点 气象卫星从空间观测地球大气：与常规气象观测和其它气象观测相比有许多特点和优越性。,气象卫星在固定轨道上进行观测 ； 气象卫星可作大范围水平和垂直观测，为研究天气系统的结构提供了有用的资料； 气象卫星遥感探测具有观测速度快、项目多、精度高、信息量大测量系统不受干扰、资料代表性好等优点； 卫星资料比地面观测更具均匀性和

13、连续性； 便于新的探测技术的使用，便于新仪器试验、研制和新技术的推广； 气象卫星资料能实时发送便于接收使用，受益面积广、资料统一，便于比较和研究。,4、 卫星气象学的主要内容 卫星气象学通过卫星观测获取资料，研究六十公里以下大气中的各种气象要素分布和大气现象： （1）、寻找从卫星上探测和获取大气中主要气象要素和大气现象的理论和方法 。 （2）、研究卫星资料的处理和使用方法。 （3）、研究被测物体(如地表，云和大气中主要吸收气体)的辐射特性及电磁辐射在大气中的传输规律； （4）、选择测量各种气象要素和推断物体特性的最佳光谱段； （5）、研究气象观测要求的遥感仪器的最佳设计； （6）、资料的接收、

14、处理、存贮和气象要素的计算； （7）、卫星资料精度估计和在各领域的分析使用。,3 卫星资料在大气科学各领域中的作用 从六十年代初第一颗气象卫星成功发射至今四十多年内，卫星探测在天气分析预报和大气研究等领域发挥了重大的作用，取得了明显的效果，主要为以下几方面。 1、增加了气象资料的内容和范围 突破了人类在大气底层观测的局限性。实现了全球立体观测。 2、增加了天气分析预报的重要依据 能得到人烟稀疏地区的气象资料；改进了 天气分析的准确性；加深了对各天气系统的理解；揭露了新的天气事实和以前无法解释的天气现象。 3、监视暴雨和强雷暴等灾害性天气。 4、监视海洋上的天气系统 5、改进了长期天气预报 6、

15、为数值天气预报提供资料,7、在气候研究方面的应用 1）云量、云类 2）辐射 3）降水 4）气溶胶、微量气体 5）冰雪覆盖、荒漠化变化 8、为海上活动提供资料和保障 9、提供农业气象资料 10、在军事气象方面的应用 11、监视森林火灾、地表热异常 12、卫星资料在水文方面的应用 13、收集和转发各种气象资料 14、空间环境监测,15、目前气象卫星可以提供如下几种资料： 每日昼夜的可见光、红外等各种云图； 云顶温度、云顶高度、云量和云的相态等； 吹沙、浮尘、冰雪覆盖等陆地表 面状况； 海面温度、海冰、洋流等海洋表面状况； 全球一定时间间隔(如6小时)的垂直温度廓线； 全球大气中水汽总量及各高度湿度

16、、降水区和降水量分布； 给定区域内高、低空风场； 大气中臭氧含量及其在各个高度上的分布； 太阳质子、粒子和电子通量密度、能量谱以及卫星高度上的粒 子总能量； 太阳入射辐射和地气系统的反射总辐射，以及地气系统的长波总辐射量。,4 各国气象卫星的发展现状 1960年美国成功地发射了第一颗气象卫星。之后的四十多年来，百余颗气象卫星先后进入太空。按其轨道特点，气象卫星分为极轨气象卫星和静止气象卫星两个系列。 一、极地轨道卫星发展概况 自从1960年美国发射第一颗TIRos1试验卫星以来，世界各国已发射了上百颗气象卫星。除美国外，俄、日、法、中、印、欧共体等许多国家和组织都已发射了气象卫星。极轨气象卫星

17、，是指其轨道平面与赤道平面的夹角接近90，绕地球飞行，且轨道通过地球南北两极的卫星也叫太阳同步轨道气象卫星。 1、中国风云1号系列气象卫星极轨卫星 FY-1A 88.9.7发射，未投入业务使用。 FY-1B 90.9 .3发射，未投入业务使用。 FY-1C 99年5月10日发射， 已投入业务使用。 FY-1D 2002年5月15日发射升空。已投入业务使用。,FY1号气象卫星是中国第一颗近极地太阳同步轨道试验卫星，由中国航天部承担卫星研制和发射任务，中国气象局卫星气象中心负责管理卫星资料的接收工作。 风云卫星的发展过程分为四个系列。风云一号系列为我国第一代极轨气象卫星，分为两个批次，为两颗试验卫

18、星和两颗业务卫星； 风云三号 我国第二代极轨卫星，他们在探测能力上将比第一代在稳定姿态控制系统和观测能力上有很大提高。每个型号系列卫星在发射前按照01、02、03编号，发射后，确定编号按A、B、C执行，如FY-2 04星对应FY-2C（由于FY-2 01星在发射基地爆炸，使得FY-2A对应的是FY-2 02星）。国外卫星编号正好与我国相反，发射前按字母排列，发射成功后改为按数字排序。,2008年05月27日中国气象卫星风云三号发射成功 这是我国新一代极轨气象卫星风云三号A星， 风云三号卫星将实现全球、全天候、多光谱、三维、定量探测，并广泛应用于天气预报、灾害与环境监测、气候变化研究等领域，将极

19、大地提升我国防灾减灾和应对气候变化的能力。风云三号首发星的成功发射为该星效益的发挥奠定了坚实的基础，特别是在全国人民抗震救灾的关键时刻，极大地鼓舞了全国人民的爱国热情，弘扬了中华儿女的民族精神，同时还将为抗震救灾以及北京奥运会的气象保障服务提供重要的科技支撑。,风云三号A星实现从1到11的巨变， 是一种更新换代的卫星，风云三号A星上增加了微波温度计，微波湿度计、微波成像仪、红外分光计、中分辩率光谱成像仪、紫外臭氧垂直探测仪、紫外臭氧总量探测仪、太阳辐照监测仪、地球辐射探测仪、空间环境监测器等10个遥感仪器，实现了从1到11的巨变。 第一:从一个探测仪增加到11个探测仪。地面应用系统从技术角度也

20、发生了变化，首先光谱通道增多多。从过去风云一号AB星的5个通道变成风云一号CD星的10个光谱通道。除了10通道可见光红外扫描辐射计是沿用风云一号外，其他都使用新仪器。风云三号A星光谱通道共有上百个左右的光谱通道。通道数目就增多，不确定的因素也多。数字产品处理和生成的科学和技术问题难度增大。,第二:运行控制要复杂的多。又增加佳木斯站和瑞典高纬度站，内外接口关系增多，使运行控制变得复杂。 第三:运行调度复杂，难度大。数据的数量和复杂性变大，要想能高质量地处理这些数据，运营调度方面就必需能够高效地使用计算机的帮助支援。 风云三号A星将提供几十种数据产品服务多领域 地面应用系统接收的数据生成的产品分为

21、大气、陆地、海洋、冰冻圈、地球辐射收支、空间环境六大类型，为天气现象及其延伸的自然灾害和生态环境变化、全球气侯变化、航空、航海、农业、林业、海洋等国民经济多领域服务提供全球地区的气象信息。 天气产品主要包括云、雾特性、水汽总量、降水、气溶胶、大气温度、湿度、臭氧垂直分布、总含量等内容，特别是为中期数值预报模式和气侯预报模式提供数值信息。,陆地产品主要包括土地覆盖、陆表温度、植被、火情、水情监测、土壤湿度等内容。 海洋产品主要包括海温、水色等内容。冰冻圈产品主要包括海冰、雪等内容。地球辐射收支产品主要包括地球辐射和太阳辐射等内容。空间环境产品主要包括高能粒子、辐射剂量等内容。 预处理工作的主要内

22、容就是对所接收的气象卫星资料做质量检验、定标、定位、编码转换和其它辅助信息的计算等。资料预处理是气象卫星系统工程最重要环节之一，无论静止卫星还是极轨卫星，在进行各类定量遥感产品处理之前，首先需要对接收的资料进行预处理。 质量检验是对接收到的资料进行时序检验和误码检验，包括误码剔除和填充，对于天线进行判断和标记。,定标就是要建立卫星遥感器探测到的电信号输出与被测量目标相应物理量之间的关系。它们之间的关系总是设计成线性关系。电信号被量化后变成计数值，其量化关系有多种，如线性、折线和抛物线等，所谓定标系数一般指计数值与物理量的关系，当量化关系非线性时则指电信号（电压或电流）与物理量的关系。定标工作包

23、括发射前外场和实验室定标、在轨星上定标和在轨替代定标，在轨替代定标又包括辐射校正场卫星同步测量定标、卫星间的交叉定标、数值资料定标等。 定位就是要确定卫星观测像素点的实际位置（经纬度和高度）。定位的处理包括卫星轨道确定、卫星姿态确定及其预报，最后需要获得卫星遥感器瞬间观测方向与地球交点的位置。定位工作还包括图像配准等工作。 其它预处理工作还有为了资料传输进行的编码转换（压缩与解压）、辅助信息处理等。,风云一号C/D(业务卫星),FY-1C 于1999年5月10日成功发射 到目前为止卫星已稳定运行了多年 目前卫星和遥感仪器运行状态良好,有望超过一年设计寿命,2、 美国极轨气象卫星 美国的极轨气象

24、卫星经历试验、第一、二、三、四代业务卫星，目前已发展到第五代业务卫星。按年代次序各卫星系列为： (1)泰罗斯(TIROS)实验系列卫星(19601965年)： 泰罗斯实验系列卫星是电视和红外观测卫星的简称，共有l0颗。 (2)第一代业务卫星一托斯艾萨(T0SESA)系列卫星(1966一1969年)：托斯是泰罗斯业务卫星的简称。在卫星入轨后命名为艾萨卫星，是环境勘测的意思。这系列卫星共发射了9颗。 (3)第二代业务卫星艾托斯诺阿(ITOSNOAA)系列卫星(1970一1978年)：为改进的泰罗斯业务卫星。第二颗卫星起改名为诺阿卫星。达一代卫星总共发射了6颗。 (4)第三代业务卫星一泰罗斯N诺阿

25、(TIOSNNOAA)系列卫星(1978一1990年前后)：1978年10月l3日，泰罗斯N卫星发射成功，为第三代业务卫星开始。计划发射8颗(见讲义表1.2）。,(5)、第四代业务卫星一诺阿 (NOAAK,L,M,N)系列卫星,1998年NOAAK发射成功，标志着美国第四代业务气象卫星开始。先进的15通道微波温度探测器（AMSU-A)和5通道微波湿度探测单元（AMSU-B)开始应用。 （6）、第五代业务卫星一诺阿 (NOAAO,P,Q)系列卫星,该系列卫星轨道高度824Km,轨道倾角98.5度，轨道周期102min.观测仪器和观测能力比第四代卫星，又有了很大改进。 美国的实验卫星雨云卫星 主要

26、用于发展试验新的先进气象和地球物理遥感及有关资料传输处理技术。 美国的国防气象卫星（DMSP） 主要用于美国军事部门为战略战术提供高质量气象和环境资料。（1966-1969年）研制辐射。 第一系列BLock-4,试验型卫星，共发了7颗。 第二系列BLock-5A, 1970年开始5A,B.C为第一代业务型卫星。 第三系列BLock-5D, 1976年开始5D, 为第二代业务型卫星。 美国和日本合作研制的热带雨量测量卫星TRMM卫星 于1997年11月发射成功。,3、中国风云二号（ FY-2）系列气象卫星静止轨道卫星 静止轨道气象卫星，是位于赤道上空约36000km高度，轨道平面与地球赤道平面平

27、行，运行速度与地球自转速度相同，因此，也称地球同步轨道气象卫星。我国也已发射四颗。 FY-2A1997年6月10日发射。 FY-2B 2000年6月25日发射成功，定点于105E上空。辐射仪有三个通道，分辨率约为5.0公里，水汽为6.27.6m，分辨率约为5.0公里。其它功能与日本目前的GMS卫星相当。 FY-2C2004年10月29日北京时间11时至11时25分，获取的第一幅可见光图像，业务应用。 FY-2D2006年12月8日08时53分发射升空。 FY-2 第02批为FY-4，是中国未来新一代静止气象卫星系列。计划于2010年之后试验应用。,风云四号（ FY-4 ）为我国第二代静止卫星，

28、他们在探测能力上将比第一代有很大提高。风云四号采用的是三轴稳定姿态控制系统。遥感探测器方面将安装探测大气要素垂直分布和表面特征成像等方面的仪器，以满足对中尺度大气现象监测和预报的需要。 每个型号系列卫星在发射前按照01、02、03编号，发射成功后，确定编号按A、B、C执行，如FY-2 04星对应FY-2C（由于FY-2 01星在发射基地爆炸，使得FY-2A对应的是FY-2 02星）。国外卫星编号正好与我国相反，发射前按字母排列，发射成功后改为按数字排序。,这是2004年10月29日北京时间11时至11时25分，FY2-C卫星获取的第一幅可见光图像。 FY2-C卫星的可见光图像质量比FY2-B卫

29、星有明显的改进。表现为以下三方面： 1) 图像的水平分辨率高，海面上细胞状云系的纹理结构和陆地上的湖泊、沙漠等地貌特征清晰可辨。 2) 图像动态范围宽，高、中、低云以及雪盖、植被、水体等不同的地表特征在图像上表现为不同的灰度层次。 3) FY-2B可见光图像上曾经出现过的杂散光己经在很大的程度上受到抑制。 从图像上可以看到：我国长江以南至广东、广西一带仍然是大范围的晴空区，西藏高原东侧的华西地区有降水云系发展，东北大兴安岭地区己经开始出现积雪。,2006年12月8日，风云二号D星发射成功，将实现双星观测，一是能够提高卫星观测频次，由现在的30分钟观测一次提高到15分钟观测一次；二是可以构成大范

30、围的观测，对于我们国家包括西部地区在内的自然灾害监测起到非常大的作用；三是实现立体观测。同时可以互相备份，维持业务的连续不间断。 双星观测，就应该像是双眼似的，与原来的一个眼相比，能够把问题看得更透彻，更准确。自然灾害的应急管理是其中的重要内容。对自然灾害的防御起到了很大的作用。D星定点于东经86.5度的赤道上空，观测范围向西扩展了18.5度。而西部是我国天气系统的上游，卫星可以更早监测未来天气的变化。双星观测可以提高观测的时间分辨率。C星和D星双星观测范围大约80%是重叠区。,风云二号06星（FY-2E）已于2008年年底发射，用于替代已经超期服役的FY-2C。 从二十世纪八十年代中国开始研

31、制地球静止气象卫星和地面应用系统的设计与建设，第一代地球静止气象卫星定名为风云二号（FY-2）。中国第一颗地球静止气象卫星FY-2A于1997年6月10日，利用长征三号火箭在西昌卫星发射中心发射成功，6月17日定点于105E赤道上空，由此开始了我国地球静止气象卫星在轨运行的时代。中国地球静止气象卫星预定的定点位置有三个：105E、86.5E和123E，其中105E为业务卫星的定点位置，其他两个位置一般用于备分星或准备废弃卫星的位置。,按照目前确定的我国地球静止气象卫星的发展计划，中国第一代地球静止气象卫星将分为三个批次：01批卫星包括两颗星FY-2A和FY-2B，属于试验型地球静止气象卫星；0

32、2批有三颗卫星FY-2C、FY-2D和FY-2E，为业务型地球静止气象卫星；03批预计有两颗星FY-2F和FY-2G，卫星性能将在02批卫星的基础上有适当改进。增加03批卫星计划的主要目的是确保在轨运行的第一代地球静止气象卫星向第二代静止气象卫星实现连续、稳定的过渡。整个第一代地球静止气象卫星在轨运行并提供应用服务的时间到2015年前后。,地球静止气象卫星发展现状,4、美国静止气象业务卫星为GOES(戈斯)系列卫星。 1980年9月9日成功地发射了GOESD卫星，开始了第二代业务静止卫星。这一代卫星发射了4颗。 1994年4月13日GoES8(G0ES-IM)发射成功，1995年6月1日正式工

33、作，它定点宁75W赤道上空，为GOES东卫星，开始美国第三代静止气象卫星。这一代卫星与前主要变化在于： 卫星的姿态稳定，由自旋稳定改变为三轴定向稳定。 图像仪与大气探测器分开，可以同时获取卫星云图和大气垂直探测资料； 卫星对地球进行圆盘图像观测的同时，可以对局部小区域进行5分钟的连续监视观测。 卫星探测分辨率提高，红外通道分辨率由原来的8km提高到4km；大气探测器的分辨率由14km提高到8km； 卫星的定位准确度提高，由10km提高到46km。,美国静止气象卫星发射和轨道参数,5、日本静止气象卫星(GMS) 1977年7月14日，美国休斯公司为日本研制发射了第一颗静止气象卫星(GMS)，命名

34、为向日葵号，预定寿命5年，定点于140E的赤道上空。星体呈圆柱形，直径216m， 高27m，重315kg。星体四周贴有太阳能电池，采用自旋稳定方式。从第二颗GMS卫星开始由日本自己制造发射，总共发射5颗卫星。卫星发射情况见表17。,二、 陆地和海洋观测卫星 陆地卫星是利用遥感技术从空间探测地面农作物生长和产量情况、森林病虫害、积雪分布、地质构造、水资源，以及从空间勘测矿藏、灾害预防和环境保护等。 1、陆地卫星 美国1972年7月23日，发射第一颗资源技术卫星，1975年1月22日又发射了第二颗卫星。由于这种卫星主要用于陆地探测，美国宇航局将这类卫星更名为“陆地卫星”。陆地1号卫星呈蝴蝶型，它是

35、由“雨云卫星”改进而成。主要用途有：,三、海洋卫星 海洋卫星是对海洋的结构和物理、化学、生物等多方面特性探测提供海洋资料，实现全球规模的海洋监视、研究、利用海洋资源，为人类服务的。 观测项目包括：海冰、海温、洋流、悬浮物质、海况海面起伏；盐分、化学成分；生物特性：水中植物、动物等；海陆交界地带、水深；水色和水底等。 1SEASAT卫星(美) 美国于1978年6月27日发射了第一颗海洋试验卫星，卫星在轨道上90天就不工作了。 2MOS海洋卫星(日) 1987年2月l 9日，日本发射了海洋观测卫星(MOS1)，1990年2月2日又发射了MOS1B，计划发射五颗，卫星携带有MESS皮(多光谱电子半扫

36、描辐射仪)、VTIR(可见光和热红外辐射计)、MSR(微波扫描辐射仪)三个观测仪器。 我国也已发射了一颗海洋探测卫星。,3SeaSTAR(美) 1997年8月1日，美国海洋水色卫星“海星号”成功发射进入高度为705km的轨道，该卫星携带有宽视场的SeaWiFS感应器。卫星采用准极地太阳同步轨道，倾角为982。它的主要目的是对全球海洋浮游生物进行定量观测，研究海洋对全球碳循环和全球生物化学循环中的作用。卫星有8个观测通道。具体内容为： 研究全球碳循环和其它生物地球化学循环中的作用； 海洋物理学与大尺度生产力之间的关系； 河流营养化物的归宿及对碳循环可能的影响； 全球各大洋海上色素浪花的时空变化；

37、 全球海洋生物水光学资料； 涡流和边界流的混合的动力过程； 提高海洋水色遥感资料处理、分发和应用水平。 提供各类情报，悬浮沙输送、堆积和冲刷，赤潮、油污、废物，涡流，海洋锋等，为渔业、港湾、污染、油气开发航线开辟。,1. 试验卫星 2. 业务气象卫星 3. 陆地卫星 4. 海洋卫星 5. GPS掩星探测 6、卫星监测五大圈层的一些初步结果 7、对未来的展望 8、卫星气象学的发展方向,5、对地观测卫星的种类和发展,1.业务气象卫星(极轨气象卫星),业务气象卫星(极轨气象卫星)(续1),业务气象卫星(极轨气象卫星)(续2),业务气象卫星(地球静止气象卫星),业务气象卫星(地球静止气象卫星)(续1)

38、,2. 试 验 卫 星地球观测系统(EOS)国际全球变化研究计划(GCRP)的主要成果,EOS-AM各类遥感探测器的主要观测功能,1探索试验阶段(19741978)NOAA和Landsat卫星上进行试验 2实验研究阶段(19781985) SeaSat(1978.6) Nimbus(1978.10) SeaSat 上5台遥感探测器: 合成孔径雷达(SAR)；雷达高度计（ALT）；微波散射（SASS） 多通道扫描微波辐射计（SMMR）；可见光红外辐射计（VIRR） 探测对象：海面风场、浪场、流场、海温、极区海冰、海平面高度、水陆分界等 Nimbus-7上用于海洋探测的遥感器： 海岸带水色扫描仪（

39、CZCS）；多波段微波辐射计（SMMR）； 探测对象：海水叶绿素，悬浮泥沙，有色可溶有机物，海水污染物，水质，海面温度，海冰 3 应用研究阶段（1985） 以SeaStar，GeoSat,Mos等卫星发射为标志,3. 海 洋 卫 星,美国的LandSat系列 Landsat-1(1972)-Landsat-7(1999) 法国的SPOT系统 SPOT-1（1986）-SPOT-4（1998） 印度的IRS系列 IRS-1（1988）-IRS-4（1998） 此外，日本、欧空局、中国、以色列和加拿大等国均以射了以陆地资源遥感为主要任务的专用卫星。 其星载遥感探测器可分为： 地表探测 可见近红外辐射仪（VNIR）分辨率530m 改进的星载热发射和反射辐仪（ASTER），15m，30m 和 90m 高分辨率 全色波段的分辨率为15m，（美 快鸟 以色列 OFER等） 高光谱分辨率 510 nm 如 成像光谱仪 36256个波段， 30 1000m分辨率 合成孔径雷达（SAR）（ERS、JERS） 分辨率10-30m,4. 陆 地 卫 星,5、GPS掩星探测 一）、GPS技术简介 GPS的全称为“授时与测距导航系统/全球定位