第四节 极轨气象卫星及其卫星图像
自1960 年美国发射第一颗气象卫星以来，发射的气象卫星已经超过150
颗。气象卫星从运行特征来讲，分两大类：一类是与地球同步气象卫星，它
位于地球赤道上空35800km，公转方向与地球自转方向一致，角速度相等，
故从地面上看，是静止不动的，又称静止气象卫星。另一类是轨道经过两极
地区，轨道高度在1000km 左右，与太阳同步的气象卫星，称为极轨气象卫星。
这类气象卫星扫描幅度较宽，对地面扫描重复周期短，在环境监测上有其优
越性。下面介绍极轨气象卫星及其卫星图像。
一、极轨气象卫星
现在正在运行的美国发射的NOAA 泰罗斯（TIROS-N）极轨气象卫星的轨
道参数见表5-12。
表5-12 泰罗斯极轨气象卫星轨道参数
轨道高度833km 870km
倾 角98.739 ° 98.899 °
周 期101.58 分102.37 分
每日轨数14.18 14.07
我国于1989 年9 月7 日和1990 年9 月3 日分别发射的试验试用型风云
一号A（FY-1-A 和风云一号B（FY-1-B）两颗极轨气象卫星其外形见（图5-
15），其轨道参数见表5-13。
表5-13 “风云一号”轨道参数
轨道高度900km
倾 角99 °
周 期102.3 分
每日轨数14.0
NOAA 卫星7、9、11 号升轨过赤道的当地时间为14∶30，降轨为2∶30；
NOAA 卫星8、10、12 升轨为19∶30，降轨为7∶30。FY-1-A 过北京台时间为
4∶00 和16∶00，而FY-1-B 为8∶00 和20∶00。
二、极轨气象卫星的图像
NOAA 极轨气象卫星的传感器为改进的甚高分辨率辐射仪（AVHRR），它
有五个通道，其波段划分可见表5-14。
表5-14 AVHRR 的波段划分及用途
通道波长（μ m ） 用途
1 0.58 — 0.68 白天云、地表
2 0.725 — 1.0 云、水泥、植被、水
3 3.55 — 3.93 火灾、夜间海温
4 10.3 — 11.3 海、陆、云顶温度
5 11.4 — 12.4 同上
风云一号的传感器为扫描辐射计（HRPT），分为五个通道，其波段划分
和用途见表5-15 与表5-14 比较，可见两者的不同是在第3、4 通道，其它通
道的用途，两颗卫星基本相同。
表5-15 HRPT 的波段划分及用途
通道波长（μ m ） 用途
1 0.58-0.68 白天云、地表
2 0.725 — 1.10 云、水泥、植被、水
3 0.48 — 0.53 海洋观察（水色）
4 0.53 — 0.58 同上
5 10.5 — 12.5 海、陆、云顶温度
（一）极轨气象图像的分辨率和扫描宽度
泰罗斯气象卫星图像与风云一号气象卫星图像的分辨率基本相同，在星
下点的地面分辨率为1.1km，向两边分辨率逐渐降低，在边缘部分约为4km。
极轨气象卫星的扫描角较大，泰罗斯气象卫星的有效扫描角为±55°，
相当于地面宽约2880km，而风云一号的有效扫描角度为±55.4°，相当于地
面约为3225km。
（二）极轨气象卫星的覆盖
极轨气象卫星与陆地卫星不同，其重复观测与覆盖全球的速度比陆地卫
星快得多，NOAA 卫星单、双号配合，其过赤道的时间为单号（9、11）为14∶
30、2∶30，双号为（10、12）19∶30、7∶30。风云一号FY-1-A 的过北京地
面站的时间为4∶00、16∶00，FY-1-B 为8∶00、20∶00。它是连续覆盖，
每一颗卫星每天均可覆盖全球一次。
（三）极轨气象卫星图像的投影
极轨气象卫星图像，由于扫描宽度大，扫描带的边缘变形较大，分辨率
较低，但经过处理和校正后，在投影上与地图相同，如球面极投影、墨卡托
投影或等角圆锥投影。
（四）极轨气象卫星图像用途
极轨气象卫星图像除作为天气预报的主要依据之一外（如每天在电视上
所见），在环境监测和应用上愈来愈发挥出重要作用。例如：在作物和牧草生长状况、大面积作物和森林病虫害的监测、鱼汛的预测、海雾的监测、城市热岛观测，地震的预测等方面的应用。极轨气象卫星的应用领域有待进一步地探索、研究和扩展。