卫星气象学云图识别ppt课件.ppt

《卫星气象学云图识别ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五章卫星图像的分析基础第一节卫星图像的基本特征卫星云图是气象卫星最易最早进行的观测之一。早期气象卫星采用电视摄像机对地[球大]气系统进行观测，但是用这种仪器得到的云图只限于白天，到1970年代，美国第二代业务气象卫星姿态改为三轴定向稳定，观测仪器采用扫描辐射仪，可以选择2个或以上的波长间隔(通道)对地[球大]气系统进行观测，可以得到白天的可见光云图，还可以得到红外或其他类型的云图。卫星云图主要反映地面、云面的特性，所以卫星观测仪器在选取波长时应注意：①减少大气对观测的影响：选用透明的大气窗区，尽可能

2、避免存有气体吸收和散射的波段，以达到清楚观测地表或云分布；②根据观测对象确定选用的波段：根据目标物光学特性，观测对象与其他目标物间特征差异最大的波段；③根据卫星观测的目标特性确定观测波段卫星资料的类型：①图像资料，如卫星云图、水汽图等，它是由成像类辐射仪获取，这类资料成像迅速，时、空分辨率高，直观形象，水平分布连续，使用方便，但还须对图像进行二次处理才能进行定量分析应用；②探测资料，为定量数字资料，光谱分辨率高，用于大气温度和成分的探测。卫星云图的主要应用范围卫星云图为天气预报提供云参数、大气流场和各

3、种大气物理过程等重要的气象信息，能监视常规天气图上无法发现的诸如中、小尺度灾害性天气现象；更重要的是卫星云图能提供海洋、人烟稀少的高原和沙漠地区的气象资料。由于卫星云图的时空分辨率高，对于监测海洋、地理、农作物生长和森林火灾有重要作用。对天气预报来说，卫星云图分析的主要内容：①区分不同通道的云图，判别是可见光云图还是红外云图?对于分裂窗的红外云图又是哪个通道的等等；②区别地表和云，尤其是将云和雪区别开来；③识别不同种类的云，中云还是高云?积雨云还是层状云等?相同之处与不同之处?识别不同类型的地表，是陆

4、地还是水体?如果是积雪，是新雪还是陈雪?等等；④分析大范围云的分布及其对应的天气系统，根据天气尺度云系特点确定天气系统发展的阶段，预告其未来变化；⑤从卫星云图估算气象要素，如风、温度、湿度、大气稳定度、垂直运动、涡度、云参数(云量、云顶温度(高度)和光学特性)和降水等；⑥将卫星资料与常规天气资料、雷达等探测资料结合一起，进行综合分析，为天气预报提供可靠的依据。决定卫星中观测仪器识别云和地面物体的能力（分辨率）的主要因子：（1）卫星的高度（2）观测仪器相对物象点的角度（3）云和地面某物体与环境的反照率相

5、对差异大小（4）观测仪器的扫描线密度卫星携带的成像仪在不同谱段测量的辐射转换成不同色调的图像就得到卫星图像。卫星图像种类：（1）卫星云图，它主要反映大气中云系分布；（2）水汽图，其主要表示大气中水汽分布。风云二号卫星图像仪的观测通道一、可见光云图的基本特点可见光云图是卫星扫描辐射仪在可见光谱段（0.40～0.76μm）测量来自地面和云面反射的太阳辐射。如AVHRR仪器的CH1(0.68～0.725μm)通道静止卫星的0.52～0.75μm通道。若卫星接收到地面目标物反射的太阳辐射转换为图像，卫星接收到

6、的辐射越大，就用越白的色调表示；接收到的辐射越小，则用越暗的色调表示，这就得到可见光云图。在可见光云图上，物像的色调决定于反射太阳辐射的强度。而卫星接收到的反射太阳辐射由下列决定：（1）入射到目标物上的太阳辐射；（2）目标物的反照率。入射至目标物的太阳辐射又与太阳高度角有关。因此，在可见光云图上物像的色调与其本身的反照率和太阳高度角有关。1、可见光云图特点(1)反照率对可见光云图上色调的影响在一定的太阳高度角下，物体的反照率越大，它的色调越白；反照率越小，色调越暗。(2)太阳高度角对可见光云图上色调的

7、影响太阳高度角决定了卫星观测地面时的照明条件，太阳高度角越大，光照条件越好，卫星接收到的反射太阳辐射也越大，否则越小。这就是目标物的色调还与每天卫星观测的时刻和季节有关的原因。如在北半球冬季中高纬度地区，太阳高度角很低，照明差，图片色调十分灰暗。又如卫星在早晨或傍晚观测，太阳高度角也很低，图片色调也很暗。对于同一图片上的各个点的太阳高度角也不同，如是上午的云图，图片右半侧(东面一侧)的太阳高度角较高，色调明亮，而左半侧，太阳高度角低，色调较暗。反之也可以根据这一特点判断云图的观测时刻，是否是可见光云图

8、。对于静止卫星中午的云图，整个观测区的光照条件较好，物像间的反差明显，图片明亮。VIS图像中分析中需特别注意：一是云与地面雪盖的区分，采取方法是运用VIS云图动画，由云动而雪盖不动特征来分辨，同时还可由其地理特征变模糊来判断有云存在。二是小对流云块问题，当卫星视场中充满小而碎的积云（Cu）时，辐射一般来自云和地表的反射和散射。若云块比卫星辐射计分辨率小，图像将被平滑，而不像一般情况下所看到的对流云块。三是薄云问题，薄云虽然反照率低，但它能让比它更低的云或