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初雪 东北季风 低气压

卫星云图

卫星云图,由气象卫星自上而下观测到的地球上的云层覆盖和地表面特征的图像。图像资料的分辨率高低是衡量卫星云图质量高低的一个重要指标。

目录

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1 卫星云图
2 正文
3 作用
4 观测方法
5 与人们生活的联系

卫星云图 - 卫星云图

卫星云图 - 正文

由气象卫星自上而下观测到的地球上的云层覆盖和地表面特征的图像。各种不同尺度天气系统的云区和各种不同的地表特征,在这种图像上都有其特定的色调、范围大小和分布形式。利用卫星云图可以识别不同的天气系统,确定它们的位置,估计其强度和发展趋势,为天气分析和天气预报提供依据。在海洋、沙漠、高原等大片缺少气象观测台站的地区,卫星云图所提供的资料,弥补了常规探测资料的不足,这对提高预报准确率起了重要作用。
种类  根据卫星上仪器装置的不同,卫星云图可以分成两类:一类是由卫星上电视照相机所拍摄的云图,即电视云图;另一类是由辐射仪对地球大气进行扫描探测得到的云图。在电视云图上,图像的黑白程度表示地表面和各类云对太阳辐射的反射率强弱,白色表示反射率最强,黑色表示反射率最弱。扫描辐射仪探测到的卫星云图又分两种:①用辐射仪测量云和不同性质地表面对太阳辐射可见光的某一波段(如0.52~0.73微米)的反射辐射强度时,由于不同种类的云和不同的地表的反射能力不同,可以得到一张与电视云图相似的云图。这种云图和电视云图一起,统称作可见光云图。②用辐射仪测量在大气窗区波段(8.5 ~11微米)来自云顶或地表面放射的红外辐射。这种观测值可以转换成云顶或地表面的辐射温度,用黑白层次表示温度的高低,由此得到一张由云和不同性质地表面的分布图像。这种图像称作红外云图。
分辨率  图像资料的分辨率高低是衡量卫星云图质量高低的一个重要指标。按照卫星上电视照相机的精度和扫描辐射仪观测的瞬时视场大小,分成低分辨率和高分辨率云图两种。分辨率高,云中细小结构能表示出来。目前第三代业务卫星的可见光和红外扫描辐射仪的分辨率都是 1.1公里。在1972年以前极轨气象卫星分辨率低,可见光和红外通道的分辨率分别是4公里和8公里。
图像处理  有时在卫星红外云图分析时需要知道云顶的温度,例如,在估计对流云的降水量分布时,需要知道低温的云区范围。卫星云图的增强显示装置,可以将红外云图显示成7~9个不同黑白色调的图像,其中每一色调表示一个确定的温度范围,由此可以看出云顶温度(或云顶高度)的分布。有时为了某种特殊需要,也可使用此装置将某一个或某几个温度范围的区域显著地突出出来(图1)。如果将这种装置的黑白显示器改为彩色显示器,就可以得到不同颜色表示不同温度范围的彩色云图,叫做伪彩色云图(见彩图)。


图像分析  在卫星云图上,不同的天气系统表现为不同特征的云型。锋面的云型呈气旋性弯曲的分布,这类云型称作锋面云带(图2)。高空急流的云型呈带状,它是由卷云组成的,极地一侧光滑清晰,并呈反气旋性弯曲的云带,称作急流云带。急流轴位于云系的极地一侧光滑的边界处。涡旋云系是另一类在卫星云图上常见的云型。其中台风的涡旋云系(图1) 由一条条从台风外向台风中心旋入的螺旋云带组成。对强度较大的台风,其台风眼在卫星云图上表现为一黑色小圆点。高空切断低压的云型表现为一条上百公里宽,几千公里长,气旋式旋向中心的涡旋云型。在中高纬度洋面上高空槽的云系表现成标点符号逗点“,”的形状,这种云型称作逗点云系。当强寒潮南下到洋面时,在锋面云带的后面会出现由积云组成的环状、半环状和白球状的大片云系,这种云型分别叫做开口细胞状云系和闭口细胞状云系。在细胞状云系后面是许多短的细积云线,它们都排列成西北—东南走向或南北走向,这种云型称作云街。云街的走向和低空(地面至5公里)风的铅直切变方向一致。在卫星云图上雷暴高压的外围表现成一条弧状的云线,这种云型称作弧状云线。一条弧状云线与另一条云线或云带相交的交点处有更强烈的对流发展。
气象人员可根据这些云型特征,以及它们同某些气象要素、天气系统的位置和强度的关系来识别天气系统,确定其位置,估计它们的强度,并判断它们未来的移动、演变趋势。

卫星云图 - 作用

以卫星云图为工具,分析天气 系统和天气现象的方法。卫星云图有可见光云的照片 和红外线云的照片及其加工产品。依据云图图象的形 态、结构、亮度和纹理等特征,可以识别云的种、属 及降水状况。可以识别大范围的云系,如螺旋状、带 状、逗点状、波状、细胞状等,并用以推断锋面、温 带气旋、热带风暴,高空急流等大尺度天气系统的位 置和特征。根据晴空无云的区域,推断反气旋和高空 高压脊的位置。也可以识别局地强风暴,如雷暴、胞 线等中小尺度天气系统,若指令卫星加密探测次数(如 隔30分钟一次),可以监测局地强风暴的活动,用以制 作即时天气预报和警报。对于气象台站稀少的广阔洋 面、高原、荒漠地区来说,卫星云图是很珍贵的探测 资料。在气象台站较密的地区,所给出的图象也较为 完整系统,为其它观测方法所不能替代。从卫星云图 上,发现了一些新的云系,如细胞状云系、云街、热 带云团等。

卫星云图 - 观测方法

在黑白红外卫星云图照片中,我们看到有些地方呈白色,有些地方呈黑色,而另一些地方却呈灰色等等。那么这些颜色都有些什么含义呢? 我们知道,如果地球表面是一片晴空区,卫星观测到的是从地面发射到太空的红外辐射信息,卫星云图上表现为黑灰色。黑色越深,表示地面辐射越强,天气越晴好。当某地上空为云、雨覆盖,卫星观测到的则是从云顶发向太空的红外辐射,表现为白色或灰白色。白色表示地面辐射很弱,气温很低,云系很厚密,降雨强度也就很大。晴空区与云雨区之间的过渡带通常为深灰、灰、浅灰色云系覆盖,表示有不同厚度的云而无明显降水。在电视显示的卫星云图上,地表和海洋常用绿色和蓝色表示。   由气象卫星从太空摄得的可见光云图是利用云滴和冰晶等对阳光的粗粒散射而产生的散射光拍摄而成。云图上白色表示太阳光反射强,灰黑的地方表示反射较弱。由于陆地的反射能力比海洋高,所以可见光云图上的陆地表现为灰色,海洋表现为黑色,而冰雪和深厚云系覆盖的地区一般呈白色。   使用红外云图的一个好处是它能不分昼夜地提供云盖和气团温度信息,而可见光云图只有白天的资料可用。   当然,要准确地解释卫星云图包含的信息,最好是两种云图结合起来使用。   卫星云图是地面接受到的来自气象卫星的云况图片。按气象卫星飞行的轨道,可分为极地轨道气象卫星云图和对地静止轨道气象卫星云图两种。前者连续的图片是不同地点上的云况;后者连续的图片代表卫星下方同一范围云的连续情况。按气象卫星取得云况的仪器不同,可分为可见光卫星云图和红外卫星云图。   若某地上空为一片晴空区,卫星观测到的,是从地面发向太空的红外辐射信息,表现为黑灰色;黑色越深,表示地面辐射越强,气温越高,天气越晴好。当某地上空有云雨覆盖,卫星观测到的,则是从云顶发向太空的红外辐射信息,表现为白色或灰白色;颜色越白,表示地面辐射越弱,气温越低,云系越厚越密实,降雨强度也就越大。晴空区与云雨区之间的过渡区,则为深灰、灰、浅灰色云系,表明有不同厚度的云而无明显降水。   由气象卫星从太空摄得的可见光云图是利用云滴和冰晶等对阳光的粗粒散射而产生的散射光拍摄而成。云图上白色表示太阳光反射强,灰黑的地方表示反射较弱。由于陆地的反射能力比海洋高,所以可见光云图上的陆地表现为灰色,海洋表现为黑色,而冰雪和深厚云系覆盖的地区一般呈白色。

卫星云图 - 与人们生活的联系

人们从每天播放的卫星云图照片上,经常看到有形状各异的云系,气象学家称之为云图系统,其实是各种天气系统在云图照片上的表现形式。比如,人们一目了然的夏季台风,是一片呈螺旋性旋转的巨大云团,有人称之为大气“飞蝶”,它以每秒数十米的强风速呈逆时针方向旋转的同时,又以每小时数十公里的运行速度向我国沿海袭来。正因有了卫星云图,在其生成之初就被人们发现,因此现代台风预报水平己显著提高。而在过去,洋面没有气象记录,沿海设置的气象雷达探测又鞭长莫及,台风靠近沿海时,其强弱、大小及移速移向等,就连气象专家也全然不知,何谈准确预报?   夏季另一主要云图系统,就是西北太平洋上的大片黑灰色无云区,那就是夏季天气的主角一一西太平洋高压。它经常是很不规则的扁圆形,横躺于台湾省以东洋面至我国中东部大陆。黑色越深、范围越广,表明其强度越大、气温越高,稳定控制的时间也越长,人们形象地称其为“黑洞”。夏季长江中下游等地的高温热浪,多是它一手制造的“恶作剧”   在现代生活中,卫星云图己通过中央电视台走进千家万户,电视天气预报己成收视率最高的节目之一。但是,要您说说那五花八门的云图云状表示何等天气,能够说明白的恐怕不多。   卫星云图是气象卫星从高空拍摄、发回地面的地表黑白照片,卫星上装有不同的感光仪器,地面工作站便可接收不同的云图。目前我国接收的云图主要有红外云图、可见光云图及水汽图等。电视节目中通常使用的云图,就是红外云图通过计算机处理、编辑而成的假彩色动态图片,人们不仅能够纵览云飞,还可推知其发展变化,预知未来天气。   若地球表面为一片晴空区,卫星观测到的,是从地面发向太空的红外辐射信息,表现为黑灰色;黑色越深,表示地面辐射越强,天气越晴好。当某地上空有云雨覆盖,卫星观测到的,则是从云顶发向太空的红外辐射,表现为白色或灰白色;颜色越白,表示辐射越弱,气温越低,云系越厚越密实,降雨强度也就越大。晴空区与云雨区之间的过渡区,则为深灰、灰、浅灰色云系,表明有不同厚度的云而无明显降水。

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