遙感-氣象衛(wèi)星

1、氣象衛(wèi)星系列簡介一、定義： 氣象衛(wèi)星：是對大氣層進(jìn)行氣象觀測的人造衛(wèi)氣象衛(wèi)星：是對大氣層進(jìn)行氣象觀測的人造衛(wèi)星，屬于一種專門的對地觀測衛(wèi)星或遙感衛(wèi)星，星，屬于一種專門的對地觀測衛(wèi)星或遙感衛(wèi)星，具有范圍大、及時迅速、連續(xù)完整的特點(diǎn)，并具有范圍大、及時迅速、連續(xù)完整的特點(diǎn)，并能把云圖等氣象信息發(fā)給地面用戶。能把云圖等氣象信息發(fā)給地面用戶。二、概述：氣象衛(wèi)星具有除一般衛(wèi)星的氣象衛(wèi)星具有除一般衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu)和部件外，還攜帶各類遙感儀基本結(jié)構(gòu)和部件外，還攜帶各類遙感儀器，包括電視攝像機(jī)、紅外探測儀、射器，包括電視攝像機(jī)、紅外探測儀、射電探測儀、多譜段探測儀、氣象雷達(dá)以電探測儀、多譜段探測儀、氣象雷達(dá)以及

2、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。遙感器能夠接收和測及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。遙感器能夠接收和測量地球及其大氣的可見光、紅外與微波量地球及其大氣的可見光、紅外與微波輻射，并將它們轉(zhuǎn)換成電信號傳送到地輻射，并將它們轉(zhuǎn)換成電信號傳送到地面。地面接收站再把電信號復(fù)原繪出各面。地面接收站再把電信號復(fù)原繪出各種云層、地表和洋面圖片，進(jìn)一步處理種云層、地表和洋面圖片，進(jìn)一步處理后就可以發(fā)現(xiàn)天氣變化的趨勢。氣象衛(wèi)后就可以發(fā)現(xiàn)天氣變化的趨勢。氣象衛(wèi)星所提供的氣象資料已被廣泛用于日常星所提供的氣象資料已被廣泛用于日常氣象業(yè)務(wù)、氣象科學(xué)、海洋學(xué)和水文學(xué)氣象業(yè)務(wù)、氣象科學(xué)、海洋學(xué)和水文學(xué)的研究。的研究。三、氣象遙感儀器： 常用的氣象遙感儀器有三

3、種：常用的氣象遙感儀器有三種：多通道高分辨率掃描輻射計(jì)：它可以獲得可見光與多通道高分辨率掃描輻射計(jì)：它可以獲得可見光與紅外的云圖。太陽同步軌道氣象衛(wèi)星的可見光與紅外云圖的星下點(diǎn)分辨率都在紅外的云圖。太陽同步軌道氣象衛(wèi)星的可見光與紅外云圖的星下點(diǎn)分辨率都在1公里左右；公里左右；地球靜止軌道氣象衛(wèi)星的可見光云圖的星下點(diǎn)分辨率為地球靜止軌道氣象衛(wèi)星的可見光云圖的星下點(diǎn)分辨率為0.92.5公里，紅外云圖的星下點(diǎn)公里，紅外云圖的星下點(diǎn)分辨率為分辨率為 512公里。公里。高分辨率紅外分光計(jì)：它可以獲得大氣垂直溫度分布和水汽分布。高分辨率紅外分光計(jì)：它可以獲得大氣垂直溫度分布和水汽分布。微波輻射計(jì)：它配合高

4、分辨率紅外分光計(jì)工作，可以獲得云層以下的大氣垂直溫度分微波輻射計(jì)：它配合高分辨率紅外分光計(jì)工作，可以獲得云層以下的大氣垂直溫度分布和云中的含水量。氣象觀測專用系統(tǒng)還包括衛(wèi)星所載的磁帶機(jī)等數(shù)據(jù)存貯裝置和數(shù)據(jù)布和云中的含水量。氣象觀測專用系統(tǒng)還包括衛(wèi)星所載的磁帶機(jī)等數(shù)據(jù)存貯裝置和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。傳輸設(shè)備。四、類型：氣象衛(wèi)星主要有極軌氣象衛(wèi)星和同步氣象衛(wèi)氣象衛(wèi)星主要有極軌氣象衛(wèi)星和同步氣象衛(wèi)星兩大類。星兩大類。極軌氣象衛(wèi)星。飛行高度約為極軌氣象衛(wèi)星。飛行高度約為6001500千米，衛(wèi)星的軌道平面和太陽始終保持相對千米，衛(wèi)星的軌道平面和太陽始終保持相對固定的交角，這樣的衛(wèi)星每天在固定時間內(nèi)固定的交角，這

5、樣的衛(wèi)星每天在固定時間內(nèi)經(jīng)過同一地區(qū)經(jīng)過同一地區(qū)2次，因而每隔次，因而每隔12小時就可獲小時就可獲得一份全球的氣象資料。得一份全球的氣象資料。 同步氣象衛(wèi)星。運(yùn)行高度約同步氣象衛(wèi)星。運(yùn)行高度約35800千米，千米，其軌道平面與地球的赤道平面相重合。從地其軌道平面與地球的赤道平面相重合。從地球上看，衛(wèi)星靜止在赤道某個經(jīng)度的上空。球上看，衛(wèi)星靜止在赤道某個經(jīng)度的上空。一顆同步衛(wèi)星的觀測范圍為一顆同步衛(wèi)星的觀測范圍為100個經(jīng)度跨距，個經(jīng)度跨距，從南緯從南緯50到北緯到北緯50，100個緯度跨距，個緯度跨距，因而因而5顆這樣的衛(wèi)星就可形成覆蓋全球中、顆這樣的衛(wèi)星就可形成覆蓋全球中、低緯度地區(qū)的觀測網(wǎng)

6、。低緯度地區(qū)的觀測網(wǎng)。五、觀測內(nèi)容：衛(wèi)星云圖的拍攝。衛(wèi)星云圖的拍攝。云頂溫度、云頂狀況、云量和云內(nèi)凝結(jié)云頂溫度、云頂狀況、云量和云內(nèi)凝結(jié)物相位的觀測。物相位的觀測。陸地表面狀況的觀測，如冰雪和風(fēng)沙，陸地表面狀況的觀測，如冰雪和風(fēng)沙，以及海洋表面狀況的觀測，如海洋表面溫以及海洋表面狀況的觀測，如海洋表面溫度、海冰和洋流等。度、海冰和洋流等。大氣中水汽總量、濕度分布、降水區(qū)和大氣中水汽總量、濕度分布、降水區(qū)和降水量的分布。降水量的分布。大氣中臭氧的含量及其分布。大氣中臭氧的含量及其分布。太陽的入射輻射、地氣體系對太陽輻射太陽的入射輻射、地氣體系對太陽輻射的總反射率以及地氣體系向太空的紅外輻的總反射

7、率以及地氣體系向太空的紅外輻射。射?？臻g環(huán)境狀況的監(jiān)測，如太陽發(fā)射的質(zhì)空間環(huán)境狀況的監(jiān)測，如太陽發(fā)射的質(zhì)子、子、粒子和電子的通量密度。這些觀測粒子和電子的通量密度。這些觀測內(nèi)容有助于我們監(jiān)測天氣系統(tǒng)的移動和演內(nèi)容有助于我們監(jiān)測天氣系統(tǒng)的移動和演變；為研究氣候變遷提供了大量的基礎(chǔ)資變；為研究氣候變遷提供了大量的基礎(chǔ)資料；為空間飛行提供了大量的環(huán)境監(jiān)測結(jié)料；為空間飛行提供了大量的環(huán)境監(jiān)測結(jié)果。果。六、全球氣象衛(wèi)星探測網(wǎng)：目前構(gòu)成全球天氣監(jiān)視網(wǎng)的氣象衛(wèi)星探測網(wǎng)，包括兩顆低軌氣象衛(wèi)星和五顆高軌氣象衛(wèi)目前構(gòu)成全球天氣監(jiān)視網(wǎng)的氣象衛(wèi)星探測網(wǎng)，包括兩顆低軌氣象衛(wèi)星和五顆高軌氣象衛(wèi)星。已發(fā)射的低軌業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星

8、有美國的泰勒斯、艾薩和艾托斯星。已發(fā)射的低軌業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星有美國的泰勒斯、艾薩和艾托斯-諾阿系列衛(wèi)星以及國際諾阿系列衛(wèi)星以及國際衛(wèi)星；俄羅斯的宇宙和流星系列衛(wèi)星；高軌氣象衛(wèi)星有美國的應(yīng)用技術(shù)衛(wèi)星、地球靜止衛(wèi)星；俄羅斯的宇宙和流星系列衛(wèi)星；高軌氣象衛(wèi)星有美國的應(yīng)用技術(shù)衛(wèi)星、地球靜止業(yè)務(wù)環(huán)境衛(wèi)星、歐洲空間局的歐洲氣象衛(wèi)星、日本的葵花衛(wèi)星，已發(fā)射的研究衛(wèi)星有美業(yè)務(wù)環(huán)境衛(wèi)星、歐洲空間局的歐洲氣象衛(wèi)星、日本的葵花衛(wèi)星，已發(fā)射的研究衛(wèi)星有美國的雨云衛(wèi)星等。國的雨云衛(wèi)星等。七、主要衛(wèi)星系列 ： 氣象衛(wèi)星的發(fā)展經(jīng)歷了試驗(yàn)和應(yīng)用氣象衛(wèi)星的發(fā)展經(jīng)歷了試驗(yàn)和應(yīng)用兩個階段。除美國和蘇聯(lián)外，日本和歐兩個階段。除美國和蘇聯(lián)

9、外，日本和歐洲空間局于洲空間局于1977年也先后發(fā)射了氣象衛(wèi)年也先后發(fā)射了氣象衛(wèi)星，這些國家和組織都參加世界氣象組星，這些國家和組織都參加世界氣象組織織 (WMO)安排的全球大氣研究計(jì)劃的第安排的全球大氣研究計(jì)劃的第一期全球試驗(yàn)。主要的氣象衛(wèi)星系列有：一期全球試驗(yàn)。主要的氣象衛(wèi)星系列有：1、前蘇聯(lián)“流星”號氣象衛(wèi)星系列： 蘇聯(lián)的蘇聯(lián)的“流星流星”氣象衛(wèi)星系列。氣象衛(wèi)星系列。1969年年3月月 26日開始發(fā)射日開始發(fā)射型，到型，到1981年年7月月共發(fā)射了共發(fā)射了31顆；顆；1975年年7月月11日開始發(fā)日開始發(fā)射射型，到型，到1982年底已發(fā)射年底已發(fā)射9顆。這一顆。這一系列衛(wèi)星的任務(wù)是系統(tǒng)收

10、集地球上不同系列衛(wèi)星的任務(wù)是系統(tǒng)收集地球上不同地區(qū)的氣象資料，為氣象預(yù)報(bào)和氣象學(xué)地區(qū)的氣象資料，為氣象預(yù)報(bào)和氣象學(xué)研究服務(wù)。衛(wèi)星重研究服務(wù)。衛(wèi)星重12.2噸，高約噸，高約3.55米，直徑米，直徑1.5米，有兩個太陽電池翼，米，有兩個太陽電池翼，主體由兩個密封艙組成。其中上艙有傳主體由兩個密封艙組成。其中上艙有傳動裝置和無線電系統(tǒng)，包括確定軌道參動裝置和無線電系統(tǒng)，包括確定軌道參數(shù)和發(fā)送遙感數(shù)據(jù)的設(shè)備、電源系統(tǒng)以數(shù)和發(fā)送遙感數(shù)據(jù)的設(shè)備、電源系統(tǒng)以及由慣性輪、氣體推力器和離子發(fā)動機(jī)及由慣性輪、氣體推力器和離子發(fā)動機(jī)組成的三軸姿態(tài)控制系統(tǒng)；下艙有科學(xué)組成的三軸姿態(tài)控制系統(tǒng)；下艙有科學(xué)儀器。流星系列的

11、每一顆衛(wèi)星繞地球一儀器。流星系列的每一顆衛(wèi)星繞地球一圈可以獲得圈可以獲得 820地球表面云層覆地球表面云層覆蓋和輻射的數(shù)據(jù)，兩顆衛(wèi)星在蓋和輻射的數(shù)據(jù)，兩顆衛(wèi)星在24小時之小時之內(nèi)就能對整個半球觀測一次。內(nèi)就能對整個半球觀測一次。 2、美國“泰羅斯”號氣象衛(wèi)星系列：美國發(fā)射的世界第一個試驗(yàn)氣象衛(wèi)星系列，美國發(fā)射的世界第一個試驗(yàn)氣象衛(wèi)星系列，19601965年共發(fā)射年共發(fā)射10顆，除最后兩顆為顆，除最后兩顆為太陽同步軌道外，其余的軌道傾角為太陽同步軌道外，其余的軌道傾角為48和和58。為紅外觀測衛(wèi)星。呈十八面柱體，。為紅外觀測衛(wèi)星。呈十八面柱體，質(zhì)量是質(zhì)量是122138千克，采用自旋穩(wěn)定，星千克，

12、采用自旋穩(wěn)定，星上的主要遙感設(shè)備是電視攝象機(jī)，上的主要遙感設(shè)備是電視攝象機(jī)，3、“艾薩”號衛(wèi)星：美國第一代太陽同步軌道氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用美國第一代太陽同步軌道氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用衛(wèi)星。衛(wèi)星。19661969年間先后發(fā)射了年間先后發(fā)射了9顆顆,軌道傾角約軌道傾角約102 ，軌道高度約，軌道高度約1400公公里，云圖的星下點(diǎn)分辨率為里，云圖的星下點(diǎn)分辨率為4公里。公里。 4、“泰羅斯N/諾阿”衛(wèi)星系列：這個系列的第一顆衛(wèi)星在這個系列的第一顆衛(wèi)星在1978年年10月月13日發(fā)射，第二顆衛(wèi)星和第三顆衛(wèi)星分別于日發(fā)射，第二顆衛(wèi)星和第三顆衛(wèi)星分別于1979年和年和1980年發(fā)射。共計(jì)劃發(fā)射年發(fā)射。共計(jì)劃發(fā)射8顆衛(wèi)星，每

13、年一顆，使用到顆衛(wèi)星，每年一顆，使用到1985年左右。衛(wèi)星長年左右。衛(wèi)星長3.7米，米，直徑直徑1.9米，發(fā)射重量約米，發(fā)射重量約1400千克，太陽電池陣在最小光照下可提供千克，太陽電池陣在最小光照下可提供420瓦功率，采用瓦功率，采用太陽同步軌道，傾角太陽同步軌道，傾角99，高度約，高度約850千米，形狀近似圓形，周期千米，形狀近似圓形，周期102分鐘。由兩顆衛(wèi)分鐘。由兩顆衛(wèi)星同時觀測，彼此相隔星同時觀測，彼此相隔90。 衛(wèi)星攜帶的氣象觀測儀器主要有：改進(jìn)型甚高分辨率掃描輻射計(jì)（衛(wèi)星攜帶的氣象觀測儀器主要有：改進(jìn)型甚高分辨率掃描輻射計(jì)（ AVHRR）和泰羅斯）和泰羅斯業(yè)務(wù)垂直探測器（業(yè)務(wù)垂直

14、探測器（TOVS）。改進(jìn)型甚高分辨率掃描輻射計(jì)有）。改進(jìn)型甚高分辨率掃描輻射計(jì)有5個波段通道個波段通道 。它拍攝的。它拍攝的云圖等數(shù)據(jù)可以實(shí)時用云圖等數(shù)據(jù)可以實(shí)時用137兆赫和兆赫和1700兆赫兩個頻段傳向地面；泰羅斯業(yè)務(wù)垂直探測器兆赫兩個頻段傳向地面；泰羅斯業(yè)務(wù)垂直探測器由高分辨率紅外分光計(jì)、微波探測計(jì)、平流層探測計(jì)由高分辨率紅外分光計(jì)、微波探測計(jì)、平流層探測計(jì)3種氣象遙感儀器組成種氣象遙感儀器組成 ，它們的星，它們的星下點(diǎn)分辨率分別為下點(diǎn)分辨率分別為17、109和和147千米。千米。5、“靜止氣象衛(wèi)星”(GMS) ： 日本的地球靜止軌道氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用衛(wèi)星，日本的地球靜止軌道氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用衛(wèi)星，共共2顆，分別于顆，分別于1977年和年和1981年發(fā)射，可見年發(fā)射，可見光和紅外云圖的星下點(diǎn)分辨率分別為光和紅外云圖的星下點(diǎn)分辨率分別為1.25公公里和里和5公里。公里。 6、“氣象衛(wèi)星”(Meteosat)： 歐洲空間局的地球靜止軌道歐洲空間局的地球靜止軌道氣象業(yè)務(wù)衛(wèi)星，共氣象業(yè)務(wù)衛(wèi)星，共2顆，分別于顆，分別于1977年和年和1981年發(fā)射，可見光、年發(fā)射，可見光、紅外云圖和水汽圖的星下點(diǎn)分辨率紅外云圖和水汽圖的星下點(diǎn)分辨率分別為