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气象卫星实质上是什么技术_气象卫星实质上是什么技术类型
tamoadmin 2024-08-05 人已围观
简介1.什么是气象卫星2.气象卫星遥感是指什么3.气象卫星的主要作用是什么?气象雷达,属于主动式微波大气遥感设备,是专门用于大气探测的雷达。气象雷达是用于警戒和预报中、小尺度天气的主要探测工具之一。气象卫星是从太空对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星。气象卫星观测范围广,观测次数多,观测时效快,观测数据质量高。气象卫星是一种人造地球卫星,专门从太空对地球及其大气层进行气象观测。气象雷达真能定量估
1.什么是气象卫星
2.气象卫星遥感是指什么
3.气象卫星的主要作用是什么?
气象雷达,属于主动式微波大气遥感设备,是专门用于大气探测的雷达。气象雷达是用于警戒和预报中、小尺度天气的主要探测工具之一。气象卫星是从太空对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星。气象卫星观测范围广,观测次数多,观测时效快,观测数据质量高。气象卫星是一种人造地球卫星,专门从太空对地球及其大气层进行气象观测。
气象雷达真能定量估测降水吗?
在气象台发布的天气信息中,我们常能听到有关降水量的预报,例如“成都中北部未来两天降水量将超过100毫米”,“据预测,南京将有一场大暴雨,雨量将会达到130毫米左右”,等等。它们大多是利用数值天气预报模式由计算机算出来的。
气象工作者还能利用“天气雷达”来定量估测降水。气象雷达发射出的电磁波在空气中遇到雨滴、冰晶、雪花等会发生散射,返回的电磁波被雷达天线所接收并显示在屏幕上,气象学家根据回波图像可以了解到大气中降水的强度、分布和演变情况。
在雷达屏幕上,只能看到雷达回波的强度、分布、移动和演变情况,气象工作人员是怎样来估测降水的呢?一般情况下,雷达回波强度与降水强度具有相同的概率分布。气象台站会收集和统计不同地区、降水类型、降水强度的雨滴谱,然后找到不同类型的降水的回波强度与其对应的降水强度之间的关系,这样就可以获取一组经验公式,用来定量估测降水。
近年来,气象雷达估测降水的技术也在不断翻新。而且,将设置在地面上的雷达组成网络,并利用以卫星为载体的雷达,就可实现大范围内的降水观测,可以弥补单点观测的不足。
多普勒气象雷达
气象卫星居然能预报农作物产量
天气预报影响着我们每一个人的生活。尤其是对庄稼收成也有重要的实际作用,农作物长势也可以由气象卫星来预报。
1988年9月,我国发射了第一颗气象卫星——“风云一号”。后来,我国又相继成功发射了多颗极轨气象卫星和多颗地球静止气象卫星——“风云二号”。2008年5月7日,我国又发射了“风云三号”气象卫星,它的功能和技术更为先进。2017年9月25日,“风云四号”气象卫星正式交付使用。
早在80年代初期,国内外科学家就已开始利用极轨气象卫星获得的数据对农作物生长进行动态监测。
农业气象工作人员根据卫星传感器收集到的地面资料,可以判识农作物的生长状况,计算出指数,利用数学统计模型,进而就能预报出农作物单位面积的产量了。
气象卫星除了能监测天气、监测农作物以外,还能探测森林和草原火灾,分析鱼群活动情况,监测海雾、海冰、环境污染等。可见,气象卫星真是多才多艺呢。事实上,卫星技术现已广泛应用于许多领域,并收到了显著的效果。
什么是气象卫星
气象卫星是对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星,具有范围大、及时迅速、连续完整的特点,并能把云图等气象信息发给地面用户。
气象卫星的本领来自于它携带的气象遥感器。这种遥感器能够接收和测量地球及其大气的可见光、红外与微波辐射,并将它们转换成电信号传送到地面。地面接收站再把电信号复原绘出各种云层、地表和洋面,进一步处理后就可以发现天气变化的趋势。
气象卫星的轨道大致有两种,一种是太阳同步轨道,一种是地球静止轨道。按照前一种轨道运行,卫星每天对地球表面巡视两遍,其优点是可以获得全球气象资料,缺点是对某一地区每天只能观测两次。 若运行于地球静止轨道,则可以对地球近1/5的地区连续进行气象观测,实时将资料送回地面,用四颗卫星均匀地布置在赤道上空,就能对全球中、低纬度地区气象状况进行连续监测;它的缺点是对纬度大于55度地区的气象观测能力差。这两种卫星如果同时在天上工作,就可以优势互补。
到目前为止,美国、苏联、日本、欧洲空间局、中国、印度等共发射了100多颗气象卫星。
世界上第一颗气象卫星是美国发射的“泰罗斯”卫星,它为美国提供了大量气象资料。但它的云图分辨率不高,随发随收的功能还不理想,只能作为试验型卫星。第三代太阳同步轨道卫星——“泰罗斯N/诺阿”号则有较佳表现,卫星上携带着高分辨率扫描辐射计和垂直探测器。它拍摄的云图可以及时传输给地面,也可以把一地的云图贮存在磁带里,在卫星飞经另一地地面接收站时传给地面。它每天可输出全球范围内的 16000多个地点的大气探测资料,二至四万个点的海面温度测量值。每天全球有一百多个地面接收站在接收这类的卫星云图。
前苏联的气象卫星命名为“流星”号,分Ⅰ、Ⅱ号两个系列。“流星Ⅱ号”卫星为太阳同步轨道卫星,每天两次探测全球有关云层分布、雪和冰层覆盖、地面温度、高度等数据,并将数据传给本国及其他国家的60多个自动图象接收站,业务十分繁忙。
中国1988年9月7日发射了第一颗气象卫星—“风云一号”太阳同步轨道气象卫星。卫星云图的清晰度可与美国“诺阿”卫星云图媲美,但由于星上元器件发生故障,它只工作了39天。目前,性能更先进的“风云二号”地球静止轨道气象卫星已经投入应用,并为国民经济建设发挥了巨大作用。气象台是如何预测天气的
天气预报不准的七个理由
://news.xinhuanet/health/2004-11/12/content_2207888.htm
理由一:她还很年轻
虽然古人观察现象、寻找规律,早已经有了很多预测天气的经验,但是现代科学基础上的天气预报只有100多年的历史,她是通过简单的定时观测得出气压场、高低压、冷暖锋,并进行简单的线性推算这样一个简陋的手工作坊里发展起来的,而以数值预报为代表的对天气变化的简化物理过程的求解和运算只有几十年的时间。对于很多天气现象的发生、演变的内在机理和规律,人们还并没有完全掌握。气象科学还是早晨七八点钟的太阳,是一个极其年轻的学科。年轻人总是要犯错误的。
理由二:有无数只蝴蝶的翅膀
美国麻省理工学院教授洛伦兹用一种形象的比喻来表达他的这个发现:一只小小的蝴蝶在巴西上空煽动翅膀,可能在一个月后的美国得克萨斯州会引起一场风暴。这就是混沌学中著名的“蝴蝶效应”,也是最早发现的混沌现象之一。在我们的眼前,似乎有“无数只蝴蝶的翅膀”在煽动着。且不论城市热岛、工业排放所产生的温室效应,就是这个星球错综复杂的地形地貌就对天气的变化产生着决定性的影响,而且植被、水体等等都在发生着微妙的变化,而这一切在模拟运算中无法进行详尽的描述。
当然,我们并不会因为有“无数只蝴蝶的翅膀”就迁就天气预报的不准确,就如同学生不会因为自己考不了满分就慨叹考题太难。经常用“混沌”来进行自我安慰的人,还不具备预报天气的职业心理素养。
理由三:我们的眼睛有盲区
要预测天气,首先要观察天气,从理论上讲,要明察秋毫,任何一个细微之处都不能放过。而人类本身并不具有千里眼、顺风耳,我们的眼睛有盲区。
自从有了气象卫星,我们眼睛的盲区减少了,视野更加开阔了。台风无论多狡猾,都不会骗过卫星敏锐的目光,台风的螺旋云型、台风眼都一目了然,我们也才会胸有成竹地发布那些台风警报。但金无足赤,人无完人,气象卫星也一样。地球同步气象卫星目不转睛地注视着天气变化,但是它离地面的距离是36,000公里,比较遥远,分辨能力比较有限;极轨气象卫星的高度是800多公里,离地球近一些,但是它不可能目不转睛地观察特定区域,它的云图是拼接而成的,在观察一个特定区域时,相当于卫星有“眨眼睛”的毛病,而有一些天气就在“眨眼间”发生了。另外,如果有云层覆盖,我们就难以观察并测算植被、水体、沙尘的面积和强度等等,云层会掩盖很多秘密。
我们没有一双可以洞察一切的慧眼,在分析和预测的时候会产生误差,这是不可避免的事情。
理由四:东边日出西边雨
人们常用“东边日出西边雨”来形容天气的局部差异。在地形比较复杂的地区,或者强对流天气 如暴、冰雹等 比较流行的季节,在一个范围很小的区域中,天气也常常会迥然不同。
一座大山,迎风坡和背风坡,气温、降水量的差别非常大,因而植被的面貌也大相径庭。仅仅一山之隔,却展现着两种气候类型,古人说:始悟一岭隔,气候殊寒暄。
而我们国家幅员辽阔,既有中高纬度大陆性天气系统的影响,也有低纬度海洋性天气系统的影响,各种天气灾害琳琅满目,是天气灾害种类最繁多、表现最剧烈的国家之一。我们用一两分钟的时间概述全国天气,只能“从大局出发”,描述大范围的特点,肯定会删减很多局地特殊性的天气现象,会遗漏很多天气情节,它无法表述那么纷繁复杂的天气变化。
理由五:疑难病误诊
疾病的种类很多,而诊治各种疾病的难度各不相同。再妙手回春的医生也有误诊的时候,为天气把脉也常常碰到疑难杂症。
我清晰地记得一个例子:一个台风刚刚生成,就气势汹汹地向东南沿海奔袭而来,我们发布了警报。可是台风却很诡异地停止前进,在原地就地休整。但是正当人们稍稍松了一口气的时候,它又杀了一个回马枪,重新瞄准东南沿海,于是我们再次警觉地发布台风警报,然而当警报声响起的时候,台风却大摇大摆地朝向太平洋扬长而去。最终这个台风让人们虚惊一场。事后有几位同事总结说:这个台风好像是专门来戏弄我们的。
即使某种常规的天气过程,预报了不发生(行话叫:报空了),没预报发生(行话叫:报漏了)的情况也时常出现。长期以来,为了减少负面的社会影响,一些业内人士有一种“宁空勿漏”的心态。且不去议论业内的预报心态,我个人觉得,正是因为很多难度极大的预报,报错了 尤其是漏报 ,人们(包括领导)对于错误缺乏公允的评价,很多从事预报的同行经常有一种如履薄冰、如惊弓之鸟的感觉。我的一位领导有一句挂在嘴边的话:一万年之后,人们还会谈论天气预报准确性的问题。天气预报永远有不准确的时候。但愿他的这句话给一万年之后的观众也打个预防针。——天气预报的难题将长期存在。摸准老天爷的脾气的确是一件很艰难的事情。
理由六:你的感觉欺骗自己
2004年春天,有位实习生对我说:到了夏天,你们怎么办啊?这一句话让我摸不着头脑。他解释说:大家都说,高温季节明明是40多度,你们却总报36度、37度的样子,怕引起恐慌,所以不敢报也不愿报高温。
听了这样的分析,我真是觉得冤枉啊!
2003年的夏天,南方出现长时间、大面积的高温天气,缺水、缺电现象非常突出,大上海的夜间照明也取了限制措施。在福建、江西、浙江,很多地区的气温像进行体育竞赛一样,气温新高屡屡被刷新,各大“火炉”交相辉映。于是有很多观众反映天气预报故意压低气温结果,隐瞒不报,甚至将其上升到了“剥夺百姓知情权”的政治高度。
但实际上,对于2003年夏季的高温天气,气象部门恰恰做出了非常精彩、确凿的预报,仅中央气象台就破天荒地发布了31次高温预报和警报,而且对于气温的预报误差一般在一度左右甚至更低。可是,科学层面的精彩和公众层面的印象何以有如此强烈的反差呢?
我们追根溯源,气温与人们的身体感觉(体感温度)的差异是引起抱怨和质疑的首要原因。
我们所说的气温是指百叶箱里的温度,它是在草坪上,距离地面1.5米,通风,而且不受阳光的直射。但是我们的体感温度却受到很多因素的影响。同样的气温,阳光下和树荫下,感觉差别很大;有风和无风,差别很大;湿润和干燥,差别很大,感觉上的差别一般会在5度以上。而且在火辣辣的阳光烘烤下,地面温度,远远高于气温,当气温是35度的时候,表层土地的温度可能是50度,水泥或柏油马路的温度可能是70~80度,所以走在马路上的时候你感觉温度远远不止35度,于是对天气预报的怀疑产生了。
实际上在天气预报的历史上,从来没有过在盛夏季节主观故意压低气温预报结果的情况。如果真有那样的事,完全是伤害职业道德的卑劣行为,也是我们自己难以容忍的!
理由七:缺少对不准确的总结
我拜读过大量关于预报多么精彩、分析多么成功的文章和总结,但是极少看到对于预报失败个例的分析、点评,似乎一些人不愿意触及伤疤,没有诚恳地探讨失败的职业氛围。一旦预报出现重要错误,气氛会变得很凝重,不敢提及,生怕伤害了谁的感情。
北京电视台的天气预报在结尾处,有一屏是“某月某日天气预报满意率”,由观众为每天的天气预报结果打分。我每次都会认真地阅读这条信息,这是了解观众对于预报质量所持态度的重要渠道。满意率经常很高,百分之九十几甚至百分之百。但是也有满意率非常低的时候,比如预报了2004年6月14日和15日北京有“小雨”,但是老天爷就是不愿意配合,14日刮了一阵六级大风和一场扬沙天气,15日尽管天色阴沉、云层浓密,但偏偏不下雨,当天我路过一座游泳馆,那里的工作人员认出我来并开玩笑地说:“这两天天气预报这么不准,你还敢在大街上走 ”结果6月14日的天气预报满意率只有43%。当然,内行人都知道那几天预报的难度的确是非常大的。6月16日似乎老天爷终于被执著的预报感动了,下了一天的雨,但预报的最高气温是24度,而实际上下午的气温仅仅是17度,穿着单薄的人们被冻得哆哆嗦嗦,怨言丛生,但是6月15日对于16日预报的满意率是81.8%,看来虽然温度预报离谱,但是终究预报了降雨,大家还是很宽厚的。
气象卫星遥感是指什么
对大气层进行气象观测的人造卫星。
根据中国气象局资料显示,气象卫星是对大气层进行气象观测的人造卫星,属于一种专门的对地观测卫星或遥感卫星,具有范围大、及时迅速、连续完整的特点,并能把云图等气象信息发给地面用户。
气象卫星的轨道一般分两种:一种是太阳同步轨道,它的轨道高度较低,能够实现全球覆盖,用于观测天气变化的细节;一种是静止轨道,它能够观测地球表面40%固定区域天气大系统的变化。这两种卫星获得的云图共同使用,可完成天气的近期和远期预报。
气象卫星的主要作用是什么?
气象卫星遥感是利用卫星上的气象传感器获取地球大气和云系的信息,并通过遥感技术进行观测、监测和分析的过程。它主要用于获取全球、区域和局部范围内的气象要素、云图和气候变化等信息。
气象卫星遥感系统通过搭载在卫星上的传感器,可以获取大气中的辐射、温度、湿度、云量、降水、风场等气象要素的数据。这些传感器通常包括红外线和微波传感器,能够接收不同波长的电磁辐射,从而提供不同的气象信息。
利用气象卫星遥感数据,可以实时监测和预测天气系统的演变,包括气旋、风暴、降雨等。气象卫星遥感数据还可用于生成云图,观测云的类型、高度和分布等,对天气状况和云量进行分析。此外,通过长期观测和分析,气象卫星遥感还能提供气候变化的趋势和模式,对气候研究和预测具有重要意义。
气象卫星遥感数据被广泛应用于气象预报、天气灾害监测与预警、农业气象、海洋气象、环境监测等领域。它为气象学、气候学和相关领域的研究和应用提供了重要的数据来源,为人类生活和社会经济发展提供了重要的气象信息支持。
1988年9月7日凌晨,中国在太原卫星发射中心用“长征四号”运载火箭发射一颗命名为“风云一号”的试验性气象卫星;19年6月17日,“风云二号”气象卫星由长征三号运载火箭发射升空并定点成功。
气象卫星主要是以观测气象为目的而研制的卫星。它用红外遥感技术、红外照相原理和可见光照相技术,从宇宙空间探测地球大气和海洋环境以及地球上生态状况。在气象卫星上装有扫描辐射计,扫描辐射计的探头,能敏感地探到一定波段的电磁辐射。当它对云层和大气扫描时,就能记下云层和大气在各个波段可见光、红外、微波的辐射程度,转变成电信号以后通过无线电波发送给地面。地面站接收之后,经过计算机处理,再与其他探测方法获得的气象资料进行综合分析后,就可准确地预报天气情况。它是空间技术、遥感技术、计算机技术和通信技术等各种高技术综合集成的产物。它视野广阔,观测持续时间长,获取信息多,具有其他任何气象观测手段所无法比拟的优势,可以极大地提高天气预报的可信度,预报灾害性自然现象的发生和发展,测定云、雪、冰层的状态和边界。
“风云一号”气象卫星是中国自行研制和发射的第一颗极地轨道气象卫星。星上装有两台扫描辐射仪,共有5个探测通道,可探测白天和夜间的云图、地表图像、海洋水色图像、水体边界、海洋面温度,冰雪覆盖及植被生长,分辨率为1.1公里。此外,这颗卫星还具有探测空中粒子成分的功能,为空间物理研究提供资料。卫星的主要任务是获取全球的气象信息,并向全世界气象卫星地面站发送气象资料。“风云一号”卫星发射升空的当天,地面站便收到了它发回的一幅图像清晰的前苏联和亚洲地区上空的卫星云图照片。“风云一号”加入国际卫星大家庭后,结束了中国长期以来依靠接收国外气象卫星预报天气的被动局面,填补了中国应用气象卫星的空白,标志着中国航天和气象卫星技术跨入了世界先进行列,对于提高中国气象预报水别是台风等灾害性天气的监测和预报能力,具有十分重要的意义。
“风云二号”是我国第一颗自行研制的静止轨道气象卫星,它是空间技术、遥感技术、通信技术和计算机技术等高技术相结合的产物。它定向覆盖、连续遥感地球表面与大气分布,具有实时性强、时间分辨率高、客观性和生动性等优点。这颗气象卫星已经于19年12月1日正式投入业务使用,在监测台风和海洋天气、防汛,进行青藏高原上空天气系统分析、航空气象保障及气候变化等方面已发挥出重要作用。
气象卫星目前已经得到了广泛应用,为国民经济建设发挥了巨大作用。由于它具有实时性强、时空分辨率高、图像直观生动等特点,极大地方便了气象人员的工作,提高了天气预报的准确性。除此之外,气象卫星在诸如陆生生态、水生生态的检测和保护,地矿分析,环境检测及农业生态、城市生态的保护等非气象领域,也都有广泛的应用。