研究背景和意义-国家卫星气象中心
2 0 1 7 基于VIRR的黑龙江省秸秆焚烧
监测研究
汇报人：高玉宏
单位：佳木斯气象卫星地面站
时间：2017年4月27日
01 研究背景和意义
研究区概况和数据处理
原理和方法
结果与讨论
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01 研究背景和意义
研究区概况和数据处理
原理和方法
结果与讨论
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研究背景和意义
01
春季农耕之前和夏秋农作物收获之后，秸秆焚烧这种农民在收获后
对作物的处理方式尤为广泛，这一现象引发的生态环境问题已经引
发社会的高度重视。
传统地面监测方法：人工手段监测、速度慢、监测
范围有限
卫星遥感监测方法：宏观、快速、动态地监测，获
取较大范围的空间分布
此处添加详细文本描述，建议与标题相关并符合整体语言风格，语言描述尽量简洁生动。尽量将每页幻灯片的字数控制在200字以内 目前有
MODIS 等中分辨率卫星火点监测，覆盖面积大，科研和业务用得较多 Landsat-8 等高分辨率卫星火点监测，分辨率高，大范围区域监测，需要下载的数据较多
本文选择风云三号气象卫星的VIRR 数据进行研究
具有以下优势：本国数据，中文操作，方便快捷 FY3A 、FY3B 、FY3C 三颗极轨卫星不同时段全天候观测 多光谱对地遥感探测，满足环境监测的需要
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研究背景和意义 研究区概况和数据处理 原理和方法 结果与讨论
提
纲 02
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研究区概况
02 黑龙江省位于我国东北部，地域辽阔，土地资源丰富，总面积47.3万平方公里，其中农用地面积3950.2万公顷，耕地面积1166.95万平方公顷。
黑龙江省是地广人稀的产粮区，秸秆剩
余量较大，使得秸秆被露天焚烧的量很
大，时间集中在春季和秋季。
数据处理本文主要应用FY3B卫星的可见光红外扫描辐射计VIRR数据
地面分辨率1.1km，其包含10个光谱通道，其中包括4个可见
光通道、3个热红外通道、2个短波红外和1个近红外通道。
应用卫星监测分析与遥感应用系统（SMART）进行辐射定
标和几何定位后，生成HDF格式的数据，转换为等经纬度投
影，基准面为WGS－84坐标系。
01
研究背景和意义 研究区概况和数据处理 原理和方法 结果与讨论
提
纲 02
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原理和方法
03
卫星监测秸秆焚烧火点的原理
主要是探测秸秆焚烧引起的地面热异常火点，其原理是基于维恩位
移定律，黑体温度和辐射峰值波长呈反比，即一个物体温度越高，
其辐射谱的波长越短。
热异常点的一个显著特征就是红外波段的辐射能量高于常温地物。
秸秆焚烧属于生物质燃烧，生物质燃烧时，在中红外波段的辐射值要远远高于其周围背景像元，其辐亮度特征非常明显。
秸秆火点遥感探测正是利用内部含有火焰的高温像元与背景，常温像元在中红外和热红外波段辐射能量的差异准确地统计出来，并进行多阈值判别，根据判别结果提取火点像元。
原理和方法
03
基于VIRR数据的火点监测方法
01 云和水检测
云判识：可见光波段1（T1）大于200，并且远红
外波段4（T4）小于270K
水判识：波段1（T1）和近红外波段2（T2）的归
一化比值，小于0的判识为水像元
02 背景温度计算
通过和周边环境比较分析方法, 建立被监测点与周围像素点温度间的关系。周围像素点用于背景温度估计(或非火像元温度估计)。提取背景信息时滤除火点的条件为：以被监测点为中心，建立周边邻域大小为N×N个的像元背景窗口，起始大小为5×5，若有效背景像元不够，则增大窗口，对窗口中的背景像元进行分类并统计其温度特性。同时满足中红外波段3（T3）大于310K。
03 疑似和绝对火点判断
疑似火点判识按照以下规则：最小邻域7×7，最大邻域19×19，T3大于310K，T3与T4的差值大于10K。
绝对火点判断条件为：T4大于340K，T3大于310K，并且T3和T4的差值大于30K，异常像元个数6。
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研究背景和意义 研究区概况和数据处理 原理和方法 结果与讨论
提
纲 02
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结果和讨论
结果
04
本文选取黑龙江省秸秆焚烧频率高发的10月和11月份，选择少
有云影响的FY-3B卫星的VIRR数据，经过筛选，选取2016年10
月26日北京时间12:55的FY-3B的VIRR遥感影像数据，此时数
据刻覆盖黑龙江省全部范围，应用ENVI5.0，arcGIS10.2，以
及卫星监测分析与遥感应用系统（SMART）等软件为数据处理
和分析。
利用VIRR波段1和波段2对云、水体、植被等敏感特性，生成由中红外、近红外、可见光通道组成的多波段彩色合成图。经过曲线参数调整，
突出高温异常点，图中，鲜红色的点为明火区，绿色表示植被，深蓝色为水体，亮白色为云。
根据上述原理与算法，应用VIRR遥感数据进行秸秆焚烧监测处理，获
取热异常点的分布，首先基于卫星遥感数据对火点进行识别和热辐射特性的反演，获取遥感数据可识别的所有火点像元空间位置、面积等信息，然后结合土地分类数据，将火点进行叠加分析，获得它的土地类型，类型为农田的判断为秸秆焚烧点。
得到最终秸秆焚烧监侧图像，火点像元数目为1691个，VIRR气象卫星基本最高分辨率为1.1km，即一个像元面积为1.21km2，则秸秆焚烧面积为2046.11平方千米。
从图像上来看，齐齐哈尔市，鹤岗市，佳木斯市秸秆焚烧区域较多，其他地区有零星火点。
卫星气象学复习题
1、极轨卫星和静止卫星的观测特点是什么？优缺点。 （1）极轨卫星（太阳同步轨） 1）优点有：①由于太阳同步轨道近似为圆形，轨道预告、接收和资料定位都很方便；②有利于资料的处理和使用；③太阳同步轨道卫星可以观测全球，尤其是可以观测两极地区；④在观测时有合适的照明，可以得到充足的太阳能。 2）缺点是：①可以取得全球资料，但观测间隔长，对某—地区，一颗卫星在红外波段取得两次资料；②观测次数少，不利于分析变化快，生命短的中小尺度天气系统。③相邻两条轨道的资料不是同一时刻，这对资料的利用不利。 (2)静止卫星 1）优点：①是卫星高度高，视野广阔，一个卫星可对南北70°S--70°N，东西140个经度，约占地球表面1／3约1.7亿平方公里进行观测；②是可以对某一固定区域进行连续观测，约半小时提供一张全景圆面图，特殊需要时，3—5分钟对某小区域进行一次观测；③是可以连续监视天气云系的演变，特别是生命短，变化快的中小尺度天气系统。如果把间隔为5分钟的图片连接成电影环，可以连续观察天气云系的演变。2）不足是：①它不能观测南北极区。②由于其离地球很远，若要得到清楚的图片，对仪器的要求很高。 ③卫星轨道有限。 2、什么是可见光云图？有什么特征？ 可见光云图是卫星扫描辐射仪在可见光谱段测量来自地面和云面反射的太阳辐射，如果将卫星接收到的地面目标物反射的太阳辐射转换为图像，卫星接收到的辐射越大就用越白的色调表示，而接收到的辐射越小则用越暗的色调表示，就可得到可见光云图。 特点： 1、反照率对色调的影响，在一定的太阳高度角下，反照率越大色调越白，反照率越小，色调越暗 （1）水面反照率最小，厚的积雨云最大 （2）积雪与云的反照率相近，仅从可见光云图上色调难以区分 （3）薄卷云与晴天积云，沙地的反照率项接近难以区分 2、太阳高度角对色调的影响，太阳高度角决定了观测地面照明条件，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 3、什么是红外云图？有何特征？ (1). 卫星在红外波段选用的通道有：3．55—3．93微米和10.5—12.5微米。把3.55—3.93微米通道云图称短波红外云图，而把10.5—12.5微米通道云图称长波红外云图。被测物体温度越高，卫星接收的辐射越大，温度越低，辐射越小。将这种辐射转换成图象，辐射大温度高用黑色表示，辐射小温度低用白色表示。即为一张黑白色红外云图。红外云图是一张物体的亮度温度分布图，而不是实际的温度分布图。 (2). 红外云图的特点 ①红外（IR）图象表示辐射面的温度。在黑白图象中，暗色调代表暖区，亮色调代表冷区。云由于其温度比较低而通常显得比地表白。在这一点上，红外（IR）图象与可见光（VIS）图象有些相似，但在其他方面，两种图象之间存在重要的差异。 ②云顶温度随高度递减，在红外（IR）图象中，不同高度上的云之间存在鲜明的对照。 ③陆表和洋面之间有强烈温度反差的地方，海岸线在红外（IR）图象上清晰可见，白天，陆地可比海洋显得更暗（更暖），但在夜间，陆地可比海洋显得更亮（更冷）。当陆表和洋面的温度相同时，从红外（IR）图象上，将识别不出海岸线。陆地和海洋之间的温度反差在夏季和冬季最大，在春季和秋季最小。 ④在红外（IR）图象上卷云清晰可见，尤其是当它位于比它暖得多的地面之上时。可提供有关云纹理结构的信息。 ⑤红外（IR）资料可以定量应用，根据观测到的云温来估算相应的云顶高度。增强处理多采用红外云图。 4、什么是水汽图像？有何特征？ (1) 红外波段5．7—7．3微米是水汽强吸收带，中心波长约为6．7微米。卫星在这一吸收带测得的辐射主要是大气中水汽发出的。将卫星在这一波段测得的辐射转换成图象就得到水汽图，通常在水汽图上色调
卫星气象学期末复习重点
精心整理倾角：这是指卫星轨道平面与赤道平面之间的夹角，单位度。 轨道周期：指卫星绕地球运行一周的时间。 星下点：?指卫星与地球中心的连线在地球表面上的交点，用地理坐标的经纬度表示。太阳同步卫星轨道?：卫星的轨道平面与太阳始终保持固定的取向。由于这一种卫星 或辐射温度。 空间分辨率：指卫星在某一时刻观测地球的最小面积。 相函数：综合方向上每单位立体角内的粒子散射能量与粒子所有方向平均的每单位立体角内的散射能量之比，记为p(θ)，θ为散射角。 云带:带状云系宽度大于一个纬距称做云带。
纹理:纹理是指云顶表面或其它物像表面光滑程度的判据。 涡旋云系:涡旋云系是一条或多条不同云量和云类的螺旋云带朝着一个公共中心辐合形成的，与大尺度涡旋相联系。 色调：也称亮度或灰度，指卫星云图上物像的明暗程度。 结构形式：指目标物对光的不同强弱的反射或其辐射的发射所形成的不同明暗程度 雹暴云团与暴雨云团的特点： 雹暴云团特点: 1.云团初生时表现为边界十分光滑的具有明显的长轴椭圆型，表明出现在强风垂直 切变下，长轴与风垂直切变走向基本一致；在雹暴云团成熟时，云团的上风边界十分整齐光滑，下风边界出现长的卷云砧，拉长的卷云砧从活跃的风暴核的前部
流出，强天气通常出现于云团西南方向的上风一侧，可见光云图上出现穿透云顶区(风暴核)，红外云图上有一个伴有下风方增暖的冷v型。出现大风的边界常呈出现大风的边界长呈现出弧形，这时整个云型可以为椭圆型，有事表现为逗点状云型。 2.飑线云团按其尺度可以再分成两种情况，一种是云团尺度较大时(约2个纬距）， (约1 3. 4. 1. 2. 孤立，四周很少有中低云相伴。 3.暴雨云团一般出现于急流云系的右侧，源源不断暖湿气流头部、脊线处，而且在靠赤道一侧不存有急流;暴雨云团也可出现于急流左侧，但云团远离急流轴，无强风垂直切变。
国家气候中心研究生导师介绍
丁一汇研究员 博士生导师 1963年毕业于北京大学地球系气象专业,1967年在中国科学院大气物理所研究生毕业。1979年至1981年、1985年至1986年、1993年至1994年先后在美国科罗拉多大学、美国夏威夷大学、美国佛罗里达州立大学、日本东京大学气候系统中心作为访问学者和访问教授从事研究工作。长期担任研究生教学工作,被我国许多大学和研究生院聘任为兼职教授。原任国家气候中心主任。现任中国气象局气候变化顾问、中国气象学会常务理事、中国海洋学会常务理事、世界气象组织东亚季风研究计划主席、世界气象组织亚洲季风计划科学指导委员会、亚洲季风区能量和水循环试验计划国际科学委员会副主席、英国皇家气象学会国际气候杂志编委。 该导师长期从事季风动力学、灾害性天气以及候变化研究工作。在国内是该学科的著名专家和学科带头人,在国际上具有较高的知名度。已出版中英文专著9本,主编专集11本，在国内外学术刊物上发表论文227篇,其中22篇论文被SCI收录,33篇论文被SCI 刊物引用122次,国内核心刊物引用330余次。被中国科学技术情报中心评为1997年被引用最多的前20名国内科技工作者之一。自1978年以来，已培养40多名硕士生和博士生。曾先后获得国家级奖四项，部委级奖十一项，其中：“中国卫星气象学研究”，1987年获国家自然科学奖三等奖（排名第五）；“东亚季风研究”，1995年获国家自然科学奖二等奖（排名第二）；“中国暴雨的研究”，1992年获中国科学院自然科学奖一等奖（排名第二）；“西太平洋台风形成和结构问题的研究”，1997年获中国气象局气象科学奖二等奖（排名第一）；“暴雨科学、业务试验和天气动力学研究”，1997年获中国气象局科技进步奖二等奖（排名第一）；“北京地区短时灾害性天气监测预报系统”1998年获中国气象局科技进步奖二等奖（排名第二）；“西太平洋台风概论”，1980年获中国气象局科技进步奖二等奖（排名第二）。 目前承担的科研项目有：中国科技部攀登项目“南海季风试验研究”（首席科学家）；国家自然科学基金委重大项目“淮河流域能量与水分循环试验研究”（项目专家领导小组副组长和课题负责人）。国家科技部“973”项目“ 我国主要旱涝事件的研究”(专题负责人)；“十五”国家科技攻关项目“近百年气候变化与模式预测”(课题负责人)。 研究方向:中尺度天气动力学和气候变化。
卫星气象学复习课
卫星气象学复习课 第一章绪论 1、卫星气象学与卫星遥感 气象卫星、卫星气象学、遥感及其分类；气象卫星遥感； 2、气象卫星的种类及我国气象卫星发展概况 第二章卫星运动规律和气象卫星轨道 1、卫星的轨道参数 地理坐标中的轨道参数：星下点、升交点和降交点、截距、倾角 2、气象卫星轨道的分类（按卫星轨道参数分类：如倾角、高度、偏心率） 第三章卫星遥感辐射基础 1、电磁波段的划分 2、辐射能、辐射通量、辐射通量密度、吸收率、发射率、黑体、灰体 第四章卫星观测仪器和观测要素及分辨率 1、卫星探测分辨率 卫星探测的分辨率有三种：空间分辨率、灰度分辨率或温度分辨率和时间分辨率；几种分辨率之间的关系； 2、卫星对地的扫描方式大致有四种： 1）单个探测器线扫描 2）多探测器扫描 3）线性阵列探测器前推式扫描 4）圆锥扫描： 2、卫星云图的图像表示和增强处理 图像的数字化、卫星云图的增强处理（反差增强、分层增强） 第五章卫星云图分析基础 1、可见光云图的基本特点：可见光云图色调的主要影响因子—反照率和太阳高度角 2、红外云图的基本特点：影响红外云图色调的因子； 3、卫星云图上识别云的六个判据：结构型式、范围大小、边界形状、色调、暗影和纹理 4、卫星云图上各类云的识别：积云、积雨云、卷云、层云等 第六章中纬度天气系统的卫星云图分析 1、大尺度云系类型：带状云系、涡旋云系
2、逗点云系、斜压叶状云系、变形场云系、细包状云系（云型及其与高低流场的配置） 3、水汽图的边界分析：头边界、内边界、干涌边界和底边界、回流边界 4、利用卫星云图分析500hPa槽线： 1）逗点云系定槽线；2）由大片中高云云区定槽线位置； 5、卫星云图确定地面高压脊线位置； 6、利用卫星云图确定地面冷锋的位置；冷锋云系的强度变化、我国南方冷锋云系及其移动特征。 7、暖锋云系、锢囚锋云系、静止锋云系的云图特征 8、我国夏季梅雨锋云系特点 9、确定高空急流轴的四条规则 第七章卫星云图在热带天气分析和预报中的应用 1、热带地区云的类别和云系的尺度分类 2、热带云团的垂直空间结构、云团种类； 3、热带辐合带(ITCZ)云系特点，及其长、短期变化特征；热带辐合云带的类型； 4、台风的云系结构、判断热带扰动发展成台风的云图特征、台风云型的主要类型、卫星云图上确定台风中心。 5、热带气旋强度的估算方法--Dvorak方法的基本思路 6、热带气旋路径的卫星云图预报方法： 1）由台风环境云场预报台风路径； 2）由台风本身云系特征预报台风路径； 第八章夏季对流性系云图分析 1、对流发生的水汽条件分析： (1)水汽带北侧暗区干区触发的对流； (2)水汽回流南边界处对流的发生； (3)水汽羽北端对流的生成发展 2、由早晨层云(雾)和午后积云浓积云分析对流性云系发生发展 3、中尺度对流系统分析： 1）飑锋云型：飑锋云系的天气系统分类--锋后飑线、锋上飑线、干线飑线、台风飑线； 2）雷暴低层外流边界和弧状云线的形成； 3）在雷暴不同阶段，雷暴中高压在卫星云图上的表现特征 4）利用卫星监视和预报短时雷雨大风 复习题 1、气象卫星的观测特点是什么？ 2、什么是卫星的倾角？什么是星下点？GMS-5和FY-2的星下点在何处？ 3、什么是近极地太阳同步卫星？太阳同步卫星轨道如何实现？ 4、什么是地球同步卫星？其高度和运行周期为多少？ 5、什么是大气窗？ 6、如何区分红外云图、可见光云图？ 7、卫星的空间分辨率、灰度分辨率或温度分辨率、时间分辨率的含义，以及它们之间的关
2006年度中国气象局国家气候中心暨
2006年度中国气象局国家气候中心暨 气候研究开放实验室学术年会日程 （2007年1月25-26日） 1月25日上午会议地点：中国气象局气象科技大楼一楼多功能厅 09:00-09:30 开幕式主持人：李维京中国气象局科技发展司巢清尘副司长致辞 大会合影 09:30-12:00 特邀报告（报告25分钟，讨论5分钟）主持人：李维京亚洲夏季风的多尺度变化丁一汇院士，国家气候中心 近千年中国气温序列的建立王绍武教授，北京大学物理学院 关于ENSO可预报性研究的若干新进展穆穆研究员，中国科学院大气物理研究所Climatic Regime Change and Decadal Anomalous Event in China 钱维宏教授，北京大学物理学院 气候变化问题对农业科技发展的推动作用林而达研究员，农科院环境发展研究所12:00-13:30 午餐午休 1月25日下午分会报告 1月26日全天分会报告 （分会报告13分钟，讨论2分钟,请报告人提前将PPT文件拷贝会务人员） 1月25日18:00开始招待会（地点：育园餐厅，中国气象局北气院二楼） 1月26日下午17:10 大会总结 第一分会气候变率的机理、预测与气候评价 会议地点：气象科技大楼十楼IPCC会议室（东楼） 1月25日下午13:30-17:45 （一）气候变率的诊断与机理研究主持人：李栋梁张祖强Interannual Variability of the Semiannual Oscillation over the Western Pacific Warm Pool 张祖强，中国气象局气候研究开放实验室；Song Yang，Qin Zhang，V ernon E. Kousky，NOAA Climate Prediction Center，USA 2006年汛期主要气候异常特征及其成因分析 柳艳香王凌，国家气候中心气候诊断预测室 青藏高原地面加热场强度变化及其与太阳活动和ENSO循环的关系 李栋梁，中科院寒区旱区环境工程研究所 南海西南季风爆发前后海-气通量交换系数研究 闫俊岳唐志毅姚华栋等，国家气候中心气候变化室 东亚夏季风指数及其应用 吕心艳，中国科学院海洋研究所；张秀芝，中国气象局气候研究开放实验室
卫星气象学-1.1
卫星气象学 ——绪论 授课教师：刘毅 中国科学院大气物理研究所 2015.3.11
绪论 卫星气象学是利用卫星探测资料研究大气的一门学科，它是随着人造地球卫星的出现，而发展起来的大气科学分支。 （气象）卫星遥感:利用（气象）卫星作为探测平台（对大气）进行的遥感探测。 气象卫星的组成\分类\观测对象\探测原理\ 反演方法\如何应用\发展现状\发展趋势
历史进程 卫星气象学是二十世纪60年代初开始出现一门新兴学科。从1960年4月1日发射第一颗专用气象卫星TIROS-泰罗斯后，经历几个重要发展阶段。 70年代以前，气象卫星获得的主要资料是云图，并定性地应用于天气分析、天气预报和气象研究；70年代初期，卫星红外辐射仪投入业务应用，地面资料处理能力提高，使定量或半定量卫星探测资料，开始应用于大气科学各个分支。 80年代，随着气象卫星探测能力和对探测资料的处理能力提升，气象卫星提供更广泛资料，使卫星云图分析工作由纯定性分析向半定量和定量分析发展；以大尺度天气系统为主，向中小尺度天气系统发展；以气象分析应用为主，向气象、水文、海洋等多学科分析应用发展。 90年代，随着气象卫星对温度、风和湿度等探测精度提高，将资料更有效地应用于大气模式，以改进数值天气预报的结果，这是目前卫星气象学研究一个重要方面。 2000年以来，卫星观测臭氧、气溶胶、温室气体浓度、大气辐射平衡，都极大促进了数值天气预报、气候变化、环境监测研究。
Paul Crutzen, Mario Molina, and Sherry Rowland receive the 1995 Nobel Prize in Chemistry for their seminal discoveries concerning the chemistry of ozone
论文题目-中国气象局--气候研究开放试验室-国家气候中心
中国气象局国家气候中心暨气候研究开放实验室 2007年度学术年会日程 （2008年2月25-27日） 2月24日下午16:30-18:30 注册中国气象局气象科技大楼一楼大厅 2月25日上午08:30-09:00 注册中国气象局气象科技大楼一楼大厅 会议地点：中国气象局气象科技大楼一楼多功能厅 2月25日09:00-09:20 开幕式主持人：罗勇中国气象局科技发展司领导致辞 国家气候中心领导讲话李维京 09:20-10:40 特邀报告（报告35分钟，讨论5分钟）主持人：罗勇从2008年1月我国南方持续性大雪看气候变化的可能影响 丁一汇院士，国家气候中心 2008年冷冬的启示王绍武教授，北京大学物理学院 12:00-13:30 午餐午休 2月25日下午分会报告专题讨论 2月25日18:00 招待会（地点：培训中心育园餐厅） 2月26日全天分会报告专题讨论 2月26日17:10 大会总结闭幕式主持人：罗勇（中国气象局气象科技大楼一楼多功能厅） 2月27日参观活动（京外代表） 分会报告10分钟，讨论2分钟，请报告人提前将PPT文件拷贝会务组 专题讨论：20-30分钟 第一分会气候变率的机理、预测与气候评价 会议地点：气象科技大楼会议中心二楼第六会议室 2月25日下午13:30-17:45 S1-1 气候变率的诊断与机理研究主持人：封国林宋燕 青藏高原东部夏季降水凝结潜热及其影响 李栋梁，南京信息工程大学大气科学学院 青藏高原积雪时空演变特征与我国夏季雨带的关系（2006年开放课题） 宋燕，中国气象局培训中心 中国西北及青藏高原沙尘天气动态演变特征（2006年开放课题） 王劲松，兰州干旱气象研究所
卫星气象学期末复习
CH1 1.气象卫星：人造星体，在宇宙空间、确定的轨道上飞行，携带着各种气象探测仪器，以对地球及其大气和海洋进行气象观测为目的，测量诸如温度、湿度、风、云、辐射等气象要素和降雨、冰雹、台风、雷电等天气现象。 气象卫星观测的特点:在空间固定轨道上运行；自上而下进行观测；全球和大范围的观测；使用新的探测技术（遥感探测）；提供丰富的观测资料，受益面广（气象+其他领域） 2.遥感：1）概念：遥感是气象卫星的基础：在一定距离之外，不直接接触被测物体和有关物理现象，通过探测器接收来自被测目标物发射或反射的电磁辐射信息，并对其处理、分类和识别的一种技术。2）设备：传感器，运载工具，接收系统。3）卫星遥感探测研究主要内容：遥感信息获取手段的研究；各类物体的辐射波谱特性及传输规律的研究；遥感信息的处理与分析判读技术的研究。3）分类：按工作方式：主动遥感、被动遥感；按电磁波谱段：紫外~、可见光~、红外~、微波~；按探测对象：大气~、海洋~、农业~、地理~；按探测信息形式：图像~、非图像~ 气象卫星遥感：利用气象卫星对大气进行遥感探测。 3.卫星气象种类：(1)极地轨道卫星：中国风云1号 (2)静止轨道卫星：中国风云2号 p9/21 CH2 1.卫星轨道参数 1）升交点赤径（Ω）卫星由南半球飞往北半球那一段轨道称为轨道的升段；卫星由北半球飞往南半球那一段轨道称为轨道的降段;把轨道的升段与赤道的交点称升交点。轨道的降段与赤道的交点称降交点，升交点用赤径Ω表示，表示了轨道平面的位置和其相对于太阳的取向 2）倾角(i)指赤道平面与轨道平面间的（升段）夹角 3）偏心率（e）指轨道的焦距与半长轴之比 4）轨道半长轴（a）在轨道的长轴方向由轨道中心到轨道上的距离，确定了卫星的形状 5）近地点角（ω）卫星在轨道平面内升交点与近地点之间的夹角，确定了轨道半长轴的方向 6）平均近点角（M）；7）真近点角（θ）；8）偏近点角（E） 2.地理坐标系中的轨道参数 1）星下点：指卫星与地球中心的连线在地球表面上的交点 2）升交点降交点（如上）（极轨卫星才有） 3）截距：连续两次升交点之间的经度数L=T*15度/小时 4）轨道数：指卫星从一升交点开始到以后任何一个升交点为止环绕地球运行一圈的轨道数目 3.气象卫星运动规律：设想地球是理想球体，均质，质心在地心；卫星质量<<地球质量,卫星对地作用可忽略；星地距离>>卫星本身尺度，质点；忽略其它因素对卫星的作用力根据理论力学，卫星在地球引力作用下的运动为平面运动。该平面成为轨道面，轨道面过地心。卫星的运动方程为：??????? 4.卫星运动三定律（开普勒运动定律):1）椭圆（轨道）定律：卫星运行的轨道是一圆锥截线（圆、椭圆、抛物线、双曲线），地球位于其中的一个焦点上；2）面积定律：卫星的矢径在相等时间内扫过的面积相等（即面积速度为常数）；3）周期定律：卫星轨道周期的平方与轨道的半长轴的立方成正比 5.卫星活力公式：v2 = μ（ 2/r – 1/a ） 6.近极地太阳同步轨道气象卫星1）概念：近极地太阳同步轨道卫星是指卫星轨道平面与太阳始终保持固定的取向（每天过升交点的局地时间相同）。由于这一种卫星轨道的倾角接近90°，卫星近乎通过极地。2）实现：这种卫星是利用卫星随地球绕太阳公转时产生的转动抵消由于地球的扁率引起卫星轨道的摄动来实现的。3）优点：①轨道为圆形，轨道预告、接收和资料定位方便；②可实现包含极地的全球观测；③在观测时有合适的太阳照明，有利于资料处理和使用；④仪器可以得到充分的太阳能供给。缺点：①对中低纬度同一地点观测的时间间隔太长（相对于GEO)，不利对中小尺度天气系统的监测；相临两条轨道的观测资料不是同一时刻的，需要进行同化 7.地球同步静止卫星轨道：1）概念：卫星的倾角等于0，赤道平面与轨道平面重合，卫星在赤道上空运
国家气象中心气象要素的客观预报_MOS系统
国家气象中心气象要素的客观预报)))MOS 系统 X 刘还珠 赵声蓉 陆志善 赵翠光 杨元琴 (国家气象中心,北京100081) 李玉华 (山东省气象台,济南250031) 摘 要 面向全国2000多个台站,应用数值预报产品释用M OS 技术制作温度、降水、相对湿度、风、云量及能见度等要素预报,并实现了预报业务运行。通过建立M OS 预报系统,表明预报因子和预报对象的处理,建方程前的参数选择以及预报因子的选取都会影响要素预报的质量,需要做大量的细致工作。预报检验结果显示,降水预报尚未达到可用程度,温度和相对湿度的短期预报在大多数情况下是可用的或是可参考的,但还有待进一步改进。降水预报尚需在预报因子和充分运用多种探测信息方面着手加以改进。关键词:要素预报 释用技术M OS 方法 多元回归 检验 因子分析 引 言 客观要素预报是随着科学的进步、经济的发展以及人们的需求而提出来的。目前,定 时、定点、定量的客观要素预报是建立在数值预报的基础上。作为集大气探测、天气学、动力气象学以及计算机、通信技术为一体的综合性科学的数值预报,并由此而生成大量可用信息,这些既包含天气发展演变,也包含某些天气现象产生的动力机理的信息,当然还包括由于种种局限而产生错误的和虚假的信息,需要气象工作者去深入研究和解读。在研究、解读过程中必然将其中的信息直接或间接(经过变换)地用于满足实际的需求。这样,数值预报产品的释用课题应运而生,它是对数值预报这一综合性的结果,运用动力学、统计学技术再一次加工、修正,使预报精度得到进一步提高,以达到有价值的要素预报水平。 实践证明通过数值预报的释用,确实使要素预报比模式直接输出的预报有了明显的提高。由图1可见模式直接输出的温度预报误差远远大于释用预报的结果,这就显示了释用预报的意义。而且随着经济的发展和人们生活质量的提高对天气预报的精度和时效的要求日益提高,定时、定点、定量的要素预报势在必行。因此,数值预报产品释用预报不仅是可行的,也是必要的。 另外,从数值预报本身的发展过程可以预见,在资料同化、物理过程和并行计算等方 第15卷2期 2004年4月 应用气象学报 JOU RN AL OF AP PLI ED M ET EOROL OGICAL SCIENCE Vol.15,N o.2 A pril 2004 X 本文由国家气象中心NM C789302YF2001A -02/基于数值预报产品释用技术客观预报系统的开发0课题资助。 2003-02-21收到,2003-05-06收到修改稿。
南京信息工程大学卫星气象学
卫星气象学 名词解释 升交点：卫星由南半球飞往北半球那一段轨道称为升段，把轨道的升段与赤道的交点称为升交点。 降交点：卫星由北半球飞往南半球那一段轨道称为降段，把轨道的降段与赤道的交点称为降交点。 轨道面：根据理论力学，卫星在地球引力（有心力）作用下的运动为平面运动。该平面称轨道面，轨道面过地心。 轨道倾角：指赤道平面与轨道平面间的（升段）夹角。 探测周期（T）：指卫星绕地球运行一圈的时间。 截距（L）:连续两次升交点之间的经度数。（L=T*15度/小时）。 星下点：卫星与地球中心连线在地球表面的交点称为星下点。 轨道数：指卫星从一个升交点开始到下一个升交点为止环绕地球运行一圈的轨道序数。 遥感：在一定距离之外，不直接接触被测物体和有关物理现象，通过探测器接收来被测目标物发射或反射的电磁辐射信息，并对其处理、分类和识别的一项技术。 三大宇宙速度：①环绕速度：7.912km/s ②逃逸速度：11.2km/s ③卫星脱离太阳系进入银河系的最小速度：16.9km/s 自旋稳定：若卫星绕自身对称轴以一定的角度旋转，在没有空气阻力的情况下卫星的角动量守恒，因而自转轴方向始终不变，这种卫星稳定的方式称为自旋稳定。 三轴定向稳定：卫星三个方向上始终保持稳定，取卫星的三个方向为轴并使其保持稳定： ①俯仰轴：与卫星轨道平面垂直，控制卫星上下摆动 ②横滚轴：平行于轨道平面，且与轨道方向一致，控制卫星左右摆动 ③偏航轴：指向地球中心，控制位卫星沿轨道方向运行 入轨速度：火箭将卫星送入轨道的瞬时速度。 黑体：某一物体在任何温度下，对任意方向和任意波长的吸收率或发射率都等于1。即α（λ）恒等于1. 灰体：物体的吸收率与波长无关，且为小于一的常数。 选择性辐射体：物体的吸收率随波长而变化，即a=a（λ）。 辐射能Q：指电磁辐射所携带的能量，或物体发射的全部能量，其单位为J（焦耳）。 辐射通量φ：指单位时间内通过某一表面的辐射能。 辐射强度I：指对于点辐射源在某一方向上单位立体角内的辐射通量。 辐射率： 大气窗：太阳或地球-大气的辐射在大气中传输时被大气中的某些气体所吸收，这些吸收随波长变化很大，在某些波段吸收强，而那些在某些吸收弱或没有吸收的波段称为大气窗。亮度温度（亮温度）：在给定波长处，如果物体的辐射亮度Lλ（T）与温度为Tb的黑体辐射亮度相等，即Lλ（T）=Bλ（Tb）则称Tb为该物体的亮度温度。 若物体温度为T，由于Bλ（T）>Lλ（T）=Bλ（Tb），所以物体“亮温度”Tb小于物体的温度T。 大气透过率：通过介质的辐射能量与入射到介质的总的辐射能量之比。 行星反照率：定义为大气顶处反射通量密度与入射通量密度之比。 星下点分辨率：星下点上的空间分辨率。星下点，是指卫星与地球中心连线在地球表面的交点。 AVHRR：先进的高分辨率辐射计，是装载在美国第三代业务气象卫星TIROS-N/NOAA系列卫
国家气象中心区域台风模式预报性能分析
第34卷第4期2018年08月 热带气象学报 JOURNAL OF TROPICAL METEOROLOGY Vol.34,No.4 Aug.,2018 麻素红，陈德辉.国家气象中心区域台风模式预报性能分析[J].热带气象学报，2018,34(4): 451-459. 文章编号：1004-4965(2018)04-0451-09 国家气象中心区域台风模式预报性能分析 麻素红，陈德辉 (国家气象中心，北京100081) 摘 要：为了更好发挥区域台风模式GRAPES_TYM在业务预报中的参考作用，利用2017年GRAPESJTYM升级版本对2014—2016年的回算结果同美国国家环境预报中心的全球模式(NCEP-GFS)以及 欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的中期预报模式(EC-IFS)进行了对比分析。结果显示:两个全球模式的预报路径平均误差小于区域台风模式GRAPESJTYM的平均路径误差；GRAPESJTYM和NCEP-GFS的路径预报均存在显的差，EC-IFS移向偏差不明显;GRAPESJTYM对我国近海登陆的热带气旋120 M路径预报误差小于NCEP全球模式，同ECMWF差 ；区域模式的（面最风速)预报平均误差在72 M前小于两个全球模式，而三个模式在强度预报上存在显 差，差主要存在于25 °N以（区域为强台风和 台风主区域)。 关键词：台风模式;路径误差;最大风速误差;统计分析 中图分类号：P435 文献标识码：A Doi：10.16032/j.issn.1004-4965.2018.04.002 1引言 年来，预报模式的 发 见 的 以及同的进步，热带气旋路径的 预报和主 预报水 平了显进，对 的热带气的预报平前?1!2]。 分 预报模式?3!6]以及可以 热带气 及结 的 热带气预报的 [M]。级算算能的不，全球模式的平分，2017年，NCEP全球模式的平分 到近T1534(接近13 km)，而欧洲中期天气预报中 心的全球模式分更，为TCo1279 (truncation-cubic-octrahedral，N-1279,接近 9 km)，对热带气 预报 了能 ， 为预报业务预报的参考。2007年美国NCEP为 了热带气路径预报能力发展了HWRF中预报系统，进行了 的改进[1°-13]。2015年，HWRF的平分 2 km。中国气象局广州热带 气象 所2006年起，基于GRAPES非静模式框架建立了台风模式预报 ，进行了 的 改进[14-17]，预报效果得了显的升。 2010年国家气象中心基于自主发的中 数值预报模式GRAPES-MESO[18-19]发区域中台风 预报 （GRAPES_TYM)，于 2012年7月业务运行。为了 GRAPES_TYM对热带气旋路径及强度的预报能 力，自2012年GRAPES TYM业务化以来，针对 GRAPES_TYM在热带气旋路径以及强度预报中 存在的 差进行了相应的 进和系升级。进主包括4个部分:(1)模式参考气的升级：由原来的等温气升级为基于模式 平平均的一维参考气，了模式算稳性和预报9P0];(2)模式物理过程 的进：对流参案由SAS升级为 收稿日期：2017-08-09;修订日期：2018-01-07 基金项目：公益性行业(气象）（GYHY201406006)资助 通讯作者：麻素红，，区，研究员级高级，主要从事台风数值预报方法。E-mail: masM@https://www.360docs.net/doc/3e9086238.html,
国家气象中心气象信息共享门户系统技术方案
国家气象中心气象信息共享门户系统 技术方案
1项目概况 随着国家气象中心天气预报业务精细化水平的发展，预报产品不断丰富，对外辐射能力不断增强。现有业务流程中存在的业务系统部署多，业务系统之间彼此独立，数据到产品缺乏统一的管理系统，协调能力不足等问题，已无法满足当前快速发展的现代化天气业务的需求。气象信息共享门户将在国家气象中心现有业务基础上建立完善业务流转与控制体系，优化中心的预报服务业务流程，提高数据流转和产品利用效率，减少预报服务过程中的人为干预，降低中间环节的复杂度与出错率，增强预报服务协同能力，推进预报和服务业务系统的建设应用，促进天气监视、预报及决策服务平台专业化发展，为国家气象中心现代天气发展及服务能力提升打下良好基础。同时将建立业务系统规范和数据规范，建立标准化的数据和服务，对预报员、服务人员和业务管理人员身份、权限进行数字化的管理，对国家气象中心主要预报、服务业务系统的运行、数据流转状态等实现实时监视，实现对整个中心业务系统的数据衔接与流转控制，实现对预报员身份信息、准入系统信息、业务监控信息、产品流转状态、任务调度等所有实时信息的显示和统计分析，实现预报产品和服务产品的分发控制，并增强国家气象中心互联网展示气象产品的水平。 2业务需求分析 2.1 业务现状分析 国家气象中心是全国天气预报的国家级中心，也是世界气象组织亚洲区域气象中心、核污染扩散紧急响应中心，其前身中央气象台，成立于1950年3月1日。50多年来，国家气象中心有了巨大发展。国家气象中心的气象服务包括为党中央、国务院和有关政府部门制订指导国民经济发展、组织指挥防灾减灾科学决策所需气象信息的决策气象服务，通过电视、广播、报纸、网站等媒介为公众提供公益气象服务，向国家重点工程、企事业单位趋利避害组织生产所需的专业
卫星气象学
卫星气象学期末复习考试时间：12.27 考试地点：明N204 第一章 1.第一颗气象卫星 1960年4月1日，TIROS卫星升空，开创了人造卫星应用于气象的新纪元。 2.气象卫星：概念，用途 气象卫星: 人造星体，在宇宙空间、确定的轨道上飞行，携带着各种气象探测仪器，以对地球及其大气和海洋进行气象观测为目的，测量诸如温度、湿度、风、云、辐射等气象要素和降雨、冰雹、台风、雷电等天气现象。仪器越来越先进，精度越来越高。 3.气象卫星遥感探测的特点 在空间固定轨道上运行 自上而下进行观测 全球和大范围的观测 使用新的探测技术（遥感探测） 提供丰富的观测资料，受益面广（气象+其他领域） 4.遥感探测：概念，分类，设备，内容 遥感的概念——气象卫星基础 在一定距离之外，不直接接触被测物体和有关物理现象，通过探测器接收来自被测目标物发射或反射的电磁辐射信息，并对其处理、分类和识别的一种技术。 遥感探测的分类： 按工作方式分为：被动遥感和主动遥感； 按波段分为：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感和微波遥感； 按对象分为：大气遥感、海洋遥感、农业遥感和地质地理遥感等。 遥感探测的设备： 传感器，运载工具，接收系统 遥感探测的内容： 各类物体的辐射波谱特性及传输规律的研究； 遥感信息获取手段的研究； 遥感信息的处理与分析判读技术的研究。 气象卫星资料直接在天气预报、大气科学研究中的应用。（气象气象学内容） 5.气象卫星的种类（轨道上来分）
6.现在和未来静止业务卫星（会判断卫星是静止还是极地轨道） 7.中国气象卫星的命名 第二章 1.卫星运动三定律（轨道形状）*ppt看图 卫星运行的轨道是一圆锥截线（圆、椭圆、抛物线、双曲线），地球位于其中的一个焦点上。 卫星的矢径在相等时间内扫过的面积相等（即面积速度为常数）。 dA/dt=(r2 d /dt)/2 = h/2=常数 卫星在轨道上运行的角速度 角速度： 由于面积速度为常数，所以： r 小， 大。在近地点a，r最小， 最大； r 大， 小。在远地点p，r最大， 最小。 卫星轨道周期的平方与轨道的半长轴的立方成正比 1。椭圆轨道 卫星轨道周期:指卫星在轨道上运行一周的时间 2。圆轨道 eg. FY-1, H=830km, T=6080s=101.3min FY-2, H=35860km, T=24小时 2.卫星总能量和活力公式（V和r的关系） 卫星在椭圆轨道上的总能量为： W（总能量）= 因此，卫星在轨道上的运行速度为V2 = （2/r–1/a）
南京信息工程大学卫星气象试题
南京信息工程大学滨江学院 2011 ─ 2012 学年第一学期 卫星气象学课程试卷 试卷类型 A (注明A、B卷) 考试类型闭（注明开、闭卷） 注意：1、本课程为选修（注明选修），学时为 34 ，学分为 2 2、本试卷共 6 页；考试时间 120 分钟；出卷时间：2011 年12 月 3、姓名、学号等必须写在指定地方；考试时间：2011 年12 月4 日 4、本考卷适用专业年级： 08遥感科学和技术任课教师：陈渭民 （以上内容为教师填写） 专业地理信息系统年级08班级 学号姓名
一、名词解释（1一、名词解释（20分） 1、倾角_______________________________________________________________________ 2、截距_______________________________________________________________________ 3、星下点______________________________________________________________________ 4、空间分辨率_________________________________________________________________ 5、反照率_____________________________________________________________________ 6、亮度温度___________________________________________________________________ 7、结构型式___________________________________________________________________ 8、纹理________________________________________________________________________ 9、云带________________________________________________________________________ 10、涡旋云系___________________________________________________________________ 二、填充题（45分） 1、静止气象卫星的倾角为_____ 度，轨道平面与赤道平面_____ ，周期为___________，高度约为_____________________公里。 2. 卫星在0.58~0.68和0.725~1.10μm测量的是来自___________________________辐射,其取决于______________和______________, 这两个波段可用于___________________________ __________________________________________________________。 3、卫星仪器在10.5~12.5μm测量的是来自___________________________的辐射，将测量的 辐射转换为图象，其色调越暗，表示辐射越______，可以用于_________________________ _________________________________________________________。 4、卫星在3.55~3.93μm白天测量的是来自___________________________和______________ _____________________的辐射，可用于____________________________________________。 5、卫星在6.7μm测量的是来自大气中_______发出的辐射，它取决于___________, 在图象上 的色调越暗,表示大气中___________的含量越__________。 6、中云的型式有________________________，其色调在红外图上呈中等程度的____色，可见光云图上呈现为_____色。在红外图上的卷云色调越白，说明其下存在有_______云。
卫星气象学章考试题带答案完整版
卫星气象学章考试题带 答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
卫星气象学1-4章考试题 一、填空题。每空1分，共45分。 1、卫星气象学是指如何利用（气象卫星探测）各种气象要素，并将（卫星探测）到的资料如何用于大气科学的一门学科。 2、利用气象卫星对大气进行遥感探测称作（气象卫星遥感），亦称（卫星大气遥感）。 3、卫星气象学主要研究（60KM ）以下大气中各气象要素的获取和应用。 4、遥感按工作方式可以分为（主动遥感）和（被动遥感）。 5、(暴雨）和（强雷暴）是灾害性危险天气系统，对人们的生命财产常造成严重损失。 6、卫星作为一个（天体），它要受到其他天体的（引力）的作用。 7、对于第一定律，圆锥截线表示为θcos 112e e a r +-=，θ是矢经与半长 轴之间的夹角，称（真近点角）。 8、由于卫星运动和地球的自转，星下点在地球表面形成一条连续的运动轨迹，这一轨迹称为（星下点轨迹）。 9、由于卫星绕地球公转的同时，地球不停地自西向东旋转，所以当卫星绕地球转一周后，地球相对卫星转过的度数称之为（截距）。 10、当卫星倾角为90°时，卫星通过南北两极，这种轨迹称之（极地轨道）。
11、地面的（散射辐照度）为分子散射、气溶胶粒子散射和地面与大气之间多次散射之和。 12、表示卫星探测分辨率的参数有三个，分别为：（空间分辨率）、（灰度分辨率）和（时间分辨率）。 13、卫星云图的增强处理是对灰度或辐射值进行处理，通过（灰度变化），将人眼不能发现的目标物细微结构清楚的表现出来。14、从卫星到观测地表面积之间构成的空间立体角称作（瞬时视场）。 15、（等效噪声温度差）是指目标物温度的改变而引起投射到探测器的辐射功率的改变正好等于等效噪声功率时的温度差。 16、光学系统的作用是手机目标物发出的（辐射能），并将其传给探测器。 17、由于云和气溶胶（特别是火山灰）对太阳辐射的强散射作用，导致 到达地面的太阳辐射能减少，称为(阳伞效应或反射效应). 18、当太阳光从水面单向反射至卫星仪器内，则其在卫星云图上表现一片色调较浅的明亮区域，这区域称做（太阳耀斑区）。 19、（黑体）是指某一物体在任何温度下，对任意方向和波长的吸收率或发射率都等于1。 20、如果物体的吸收率（或发射率）随波长而变，则这种物体称作（选择性辐射体）。 21、风云2号静止气象卫星星下点地面分辨率可见光为（），红外为（），水汽为（）。
目录-中国气象局--气候研究开放实验室-国家气候中心
中国气象局气候研究开放实验室2013年度学术年会日程 （2014年3月11-12日北京） 3月10日下午16:00-18:00 注册（地点：中国气象局气象科技大楼会议中心一楼大厅）3月11日上午08:00-08:30 注册（地点：中国气象局气象科技大楼会议中心一楼大厅） 3月11日上午地点：中国气象局气象科技大楼会议中心一楼多功能厅 08:30-08:40 开幕式主持人：巢清尘08:40-10:10 大会特邀报告（报告25分钟，答疑5分钟） 东亚冬季风的年代际变化及其与全球气候变化的联系 丁一汇院士，中国气象局国家气候中心 东亚季风近几十年来的变化特征王会军院士，中国科学院大气物理研究所 The Terrestrial Modeling System 戴永久教授，北京师范大学 10:10-10:20 会间休息 3月11日上午10:20 -3月12日全天大会交流，讨论 专题特邀报告20分钟，一般报告10-15分钟，其中讨论2分钟 地点：中国气象局气象科技大楼会议中心一楼多功能厅 10:20-12:00 专题特邀报告（报告18分钟，讨论2分钟）主持人：戴永久两类La Ni?a对热带外大气环流的影响及其气候效应差异 何金海教授，南京信息工程大学大气科学学院 A new explanation for the cumulus cloud formation and necessary improvement for current cumulus cloud parameterizations in GCMs 孙继明研究员，中科院大气物理研究所 全球变暖背景下亚洲季风系统格局的变化 李栋梁教授，南京信息工程大学 中国的PM2.5和对流层臭氧及其排放控制对策的综合分析 张华研究员，中国气象局气候研究开放实验室 气候变化监测：关键问题与解决办法 任国玉研究员，中国气象局气候研究开放实验室 12:00-13: 40 午休 3月11日下午大会交流，讨论 第一部分气候变率的机理及预测方法研究 13:40-14:20 专题特邀报告（报告18分钟，讨论2分钟）主持人：孙继明伍红雨华南冬季气温异常与大气环流和海温的关系 伍红雨，Song YANG，广东省气候中心/中山大学环境科学与工程学院