卫星气象学

第一章 气象卫星遥感

  1. 什么是气象卫星遥感
    所谓遥感是指在一定距离之外,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物体(目标物)反射或发射的电磁辐射信息,并对其进行处理、分类和识别的一种技术。收集电磁辐射信息的装置(如扫描辐射仪、相机等观测仪器)称作传感器.
  2. 卫星气象学主要研究60km以下大气中各气象要素的获取和应用
  3. 遥感的分类
    (1) 按工作方式分:可以分为主动遥感和被动遥感
  4. 极轨卫星和静止卫星
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    风云1号系列卫星:极轨气象卫星
    风云2号系列卫星:静止气象卫星
    More: P10

第二章 气象卫星轨道和气象卫星

  1. 卫星的轨道参数
    偏心率e : 指轨道的焦距与半长轴之比,它确定了卫星轨道的形状。
  2. 地理坐标系中的轨道参数
    (1) 星下点:是指卫星与地球中心的连线在地球表面上的交点,用地理坐标的经纬度表示。由于卫星运动和地球的自转,星下点在地球表面形成一条连续的运动轨迹,这一轨迹称星下点轨迹。
    (2) 升交点和降交点: 其定义与天球坐标系中一样。
    (3) 截距L: 由于卫星绕地球公转的同时,地球不停地自西向东旋转,所以当卫星绕地球转一周后,地球相对卫星转过的度数,这个度数称之截距。可见截距L 是两个升交点之间的经度差。
    L = 15T
    式中T是周期。
    (4) 轨道数:是指卫星从一个升交点开始后到以后任何一个升交点环绕地球运行一圈的轨道数目。从卫星入轨到第一个升交点的轨道数为零条,以后每过一个升交点,轨道数增加1 。
  3. 由于地球扁率引起的摄动 P23
    按卫星的偏心率可以将卫星轨道分为圆形和椭圆形卫星轨道两类。
    (1) 圆形轨道:如前所述,当偏心率e=O 时,卫星做等速圆周运动,对卫星遥感特别有利。同时对卫星轨道的预告和资料的定位十分方便。
    (2) 椭圆形轨道:当e-#- 0 时,卫星做椭圆形运动,这时卫星在不同高度上对大气进行观测,可获取大气密度或其他有用的资料。利用椭圆形轨道可以发射高高度卫星轨道。
  4. 什么是太阳同步卫星轨道 P28
    所谓太阳同步卫星轨道是指卫星的轨道平面与太阳始终保持固定的取向。由于这一种卫星轨道的倾角接近90飞卫星近乎通过极地,所以又称为近极地太阳同步卫星轨道,有时简称极地轨道。图2 . 6 表示了近极地太阳同步卫星轨道的示意图,从图上看出,卫星几乎以同一地方时(只对轨道的升段或降段)经过世界各地。考虑到卫星轨道平面随地球绕太阳公转的同时,为保持卫星的轨道平面始终与太阳保持固定的取向,必须使卫星的轨道平面每天自西向东旋转lo( 相对于太阳)。
  5. 静止卫星的优缺点
    静止卫星作为一个气象观测平台有许多优点:
    (1) 由千静止卫星的高度高,视野广阔,一个静止卫星可以对南北70 ° S—70°N, 东西140个经度,约占地球表面积1. 7 亿km2 进行观测;
    (2) 静止卫星可以对某一固定区域进行连续观测,可以以半小时或1 小时提供一张全景圆面图。在特殊需要时,可每隔3 ,,__ 5 分钟对某个小区域进行一次观测;
    (3) 静止卫星可以监视天气云系的连续变化,特别是生命短、变化快的中小尺度灾害性天气系统。静止卫星的不足之处是不能观测南北极区,同时对卫星观测仪器的要求高。

第三章 卫星遥感辐射基础 P37

  1. 辐射基本量 P41
  2. 辐射基本定理;辐射体和辐射平衡 P46
  3. 实际辐射体温度的几种表示 P50

第四章 卫星云图观测原理和资料获取处理

  1. 卫星探测分辨率 P95
    卫星分辨率
    时间分辨率

第五章 卫星图像分析基础

  1. 卫星图像基本特征
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    P119 可见光——近红外云图特点
    P122 10-12.5 UM红外云图特点
    P124 红外云图注意点
    P127 3.7um短波红外云图特点
    P130 利用短波红外云图识别夜间雾和层云
    P134 水汽图的基本特点
    在水汽图上,色调愈白表示大气中水汽含扯愈多,反之就愈少。比较水汽图和红外云图,发现水汽图有以下特点:

    1. 在水汽图上,积雨云和卷云的表现十分清楚,其特征与红外云图类同;
    2. 难以在水汽图上见到地表和低云(低千850 hPa), 其发射的辐射被大气全部吸收而不能到达卫星;
    3. 在水汽图上的水汽表现远比红外图上的云区要宽广,因为在没有云的地方仍然有水汽存在,因此在水汽图上水汽区比云区要连续完整;
    4. 在水汽图上色调浅白的地区是对流层上部的湿区,一般与上升运动相联系;色调为黑区的是大气中的干区,相应大气中的下沉运动。
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      P136 增强红外云图:卫星云图的增强处理是对灰度或辐射值进行处理,通过灰度变换,将人眼不能发现的目标物细节结构清楚地表示出来
      P138 识别云的六个判据:结构形式、范围大小、边界形状、色调、暗影、纹理
      P141 纹理
      P142 卷状云的基本特征
      P146 积雨云的主要特点
      P150 高层云、高积云
      P160 层云、雾的识别
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第六章 卫星图像大尺度和地方性云系分析

  1. 带状和涡旋云系 P183
  2. 逗点云系 P184
  3. 卸压叶云系的类型 P192
  4. 细胞状云系 P198

第九章 温带气旋云系分析预报

  1. 经典锋面气旋云系特点 P278

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