气象卫星
在卫星上携带各种气象观测仪器测量诸如温度、湿度、云和辐射等气象要素以及各种天气现象,这种专门用于气象目的的卫星称作气象卫星。
按卫星轨道分,气象卫星可以分为两类:
(1)极地太阳同步轨道卫星:其卫星的轨道平面与太阳始终保持相对固定的取向,卫星几乎以同一地方时经过世界各地。
(2)地球同步气象卫星,又称静止气象卫星。卫星相对某一区域是不动的。因而由静止气象卫星可连续监视某一固定区域的天气变化。
根据气象卫星的目的还分为试验卫星,主要对各种气象卫星遥感仪器、新的技术进行试验,待试验成功后转到业务气象卫星上使用业务卫星,这种卫星带有各种成熟的设备和技术,获取各种气象资料,为天气预报和大气科学研究服务。
风云1号气象卫星
这是中国第一代准极地太阳同步轨道气象卫星。卫星发射二颗,分别为FY-1A和FY -1B,于1988年9月7日和1990年9月3日用长征四号火箭发射,卫星本体是1.4×1.4× 1.2米的六面体,星体外侧对称安装六块太阳帆板,卫星总长度为8.6米,星重750千克,三轴定向稳定,卫星高900公里,倾角99°,周期102?86分钟,每天卫星绕地球为14圈。卫星携带多光谱可见光红外扫描辐射仪,它有五个通道,用于获取昼夜可见光、红外云图,冰雪覆盖、植被、海洋水色、海面温度等。卫星资料发送方式有:甚高分辨率传输 (HRPT),低分辨率图象传送(APT)和延迟图象传输(DPT)。首颗 FY-1A卫星入轨后获取了大量高质量云图资料。由于姿态失控,卫星工作了39天;FY- 1B卫星的姿态控制系统比FY─1A有明显改善,但系统的可靠性有待进一步改进。
风云2号气象卫星
这是中国的静止气象卫星,卫星直径2.1米,高1.6米的圆柱体,自旋稳定,速率 100±1转/分,定点于105°E赤道上空。卫星带有多通道扫描辐射仪,一个可见光,二个红外,其中一个是水汽通道,卫星观测时间分辨率为30分钟;空间分辨率:对可见光(0.55~0.75μm)为1. 25公里(星下点附近)、红外(10.5~12.5μm)为5公里、水汽图为5公里。量化等级:可见光为6bit、红外为8bit。其主要任务是:
(1) 多通道扫描辐射仪获取白天可见光云图和昼夜的红外云图和水汽图。经处理后获取洋面温度、云分析图、云参数和风矢量等。
(2) 收集来自气象、海洋和水文数据收集平台获取的观测数据;
(3) 播送展宽数字云图(S-VISSR)、模拟云图(WEFAX)和局部模拟图(S-FAX);
(4) 由卫星接收空间环境监测数据,并发送给地面。
卫星探测的分辨率
是指卫星仪器能区分两个物体的最小距离。表示卫星探测分辨率通常有三个参数:
① 空间分辨率:这是指卫星在某一瞬时观测到地球的最小面积,这最小面积又称象元(或象素)。从卫星到这最小面积间构成的空间立体角称瞬时视场。卫星的空间分辨率与卫星的高度有关,卫星高度越高,分辨率越低,而且与卫星视角有关,视角越倾斜,观测面积越大,分辨率就差。
② 灰度分辨率:在卫星云图上,如果两个邻接瞬时视场内目标物的反照率或温度相等,则其色调一样,无法区别它们。但是当这两个瞬时视场目标物的反照率或温度有差异,并达到一定数值时,这两个视场就可以被分辨,这个能分辨的最小温度差或反照率差异称做灰度分辨率。
③ 时间分辨率:指卫星对某一观测区域进行一次观测的时间间隔。静止气象卫星对固定区域每隔半小时进行一次观测,具有很高的时间分辨率。
可见光云图
可见光是波长从0.35~0.80μm很狭窄的波段。卫星在可见光谱段测量来自地面云面反射的太阳辐射,将卫星接收的这种辐射转换为图象称为可见光云图。卫星在可见光谱段选用的波长间隔有:0.52~0.75μm和0.58~0.68μm。卫星在可见光波段接收辐射与物体的反照率和太阳的天顶角有关,若太阳天顶角越小,物体的反照率越大,则卫星接收到的辐射越大,反之则越小。在可见光云图上,辐射越大,色调越白;辐射越小,色调越暗。通常云层越厚,反照率越大,色调也越白,而水面,象湖泊、海洋的反照率很小,表现为黑色,陆地反照率比海洋略大,表现为灰色,而潮湿或森林覆盖的地区表现为灰暗的色调。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。