云和卫星云图(2019年8月整理)
卫星云图的云状分析
卫星云图的云状分析提要随着卫星云图的日益普及，云图在预报中的使用越来越多，本文就卫星云图使用中的有关问题作了一些探讨，供大家参考。
关键词：卫星云图云状分析天气系统一、卫星云图的种类按卫星轨道分，可分为极轨卫星云图和同步卫星云图，目前大多使用的是三种同步卫星云图：可见光云图，红外云图和水汽云图。
可见光云图(VIS)利用云顶反射太阳光的原理制成，故仅能于白昼进行摄影。
可见光卫星云图可显示云层覆盖的面和厚度，比较厚的云层反射能力强，在可见光卫星云图上，会显示出亮白色，云层较薄则显示暗灰色，还可与红外线卫星云图结合起来，做出更准确的分析。
红外云图(IR)利用卫星上之红外线仪器，来测量云层之温度。
其中，温度低的云层会以亮白色来显示，也就是此处的云层较高，而暗灰色的部分则代表云层高度较低，因为越接近地面的云层温度越高。
简单而言，即以云顶的不同温度来判断云层的高度。
水汽云图(WV) 卫星接收到的辐射决定于水汽含量，大气中水汽含量越多，发射的辐射越小；水汽含量越少，大气低层的辐射越可以透过水汽到达人造卫星，则人造卫星接收的辐射越大。
在水汽图上，色调越白，辐射越小，水汽越多；否则越少。
对于6-7μm水汽带，卫星测得的辐射来自对流层中上层，故水汽图反映大气上层水汽的空间分布。
但对低层水汽不敏感，这是其不足之处，使用中应与其它云图相结合，作综合判断。
二、卫星云图的典型云系识别2.1 几种基本云的识别卷云：高度最高，温度最低，反照率低。
中云(包括高层云和高积云)：反照率有的大有的小，温度较低，范围较大。
积云和浓积云：在云图上实际为积云群，表现为带状，线状和细胞状结构，其上多皱纹，多起伏和不均匀，造成这种现象的原因是积云内部高度不同，云顶温度不一致，厚度有参差，云的形状不规则。
积雨云：反照率高，温度也低，高空风垂直切变小时呈圆形，较大时呈椭圆形，并出现卷云砧，尺度为几十至几百公里，初生时尺度较小，边界光滑，成熟后云体较大，顶部出现向四周散开的卷云羽，消亡时色调变暗，为一片松散的卷云。
卫星云图分析
表2 一些主要云和地面目标物的反照率
云和地面目标物
积雨云 积雨云 卷层云 积云，层积云 层积云 层云 沙漠 层积云 积雪 层云 卷云 卷层云 晴天积云 中云(高层高积云) 沙地 沙地和矮树林 植被 海洋,湖泊,河流
主要特征
大而厚 小，云顶在六公里左右 厚，下面有中低云和降水 陆地上，云量>80% 陆地上，云量>80% 厚，出现在洋面上，云厚约0.5公里 白砂 洋面成片 旧雪,已有3-7天,大部分在森林地区 新雪 薄洋面上 薄,单独出在陆地上. 单独在陆地上 陆地上云量 云量>80% 中等厚度 谷地、平原、坡地，
2
我国成功发射“风云二号”D气象 卫星
2006年12月8日，北京时间8 日8时53分，我国在西昌卫星 发射中心用“长征三号甲”运 载火箭，成功将“风云二号” Ｄ气象卫星送入预定轨道。 经过一系列控制，卫星将最终 定点于东经86.5度赤道上空。
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2006年12月8日 我国成功发射“风云二号”D气象卫4
在GMS云图上，我国处于观测区的西北边缘，不仅云图畸变很大，还不能看 到从西边过来的天气系统。而从西伯利亚南下的冷空气，从西藏高原上东移 的天气系统以及从印度洋上北上的暖湿气流都对我国天气有十分重要影响。
有了风云二号气象卫星以后，从我国西面过来的天气系统将处于它的监 视范围之内。 风云二号气象卫星的导风资料，将填补印度洋上的广大资料空白区。
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图1 可见光和红外云图的比较
可见光云图的西北侧E处色调很暗，这是因在该处太阳高度角太低，光照不足 之故；图上，越往东南，太阳高度角越大，云色调越白。 相应在红外云图上E处，由于该时已是深秋时刻，地表的温度较低，显现较浅 的色调。图中A—B为白色卷云带，之下为中低云区，之南M处为较厚的中低云 区。在红外云图上，越往南，温度越高，色调越暗。
29种云的识别图
29种云的识别图1、“棉花”云轮廓分明，顶部凸起，底部平坦，云块多不相连，呈棉絮状。
2、碎积云“被撕扯的棉花碎片”，在淡积云形成之前被风吹散，形成边缘破碎、轮廓不完整、形状多变的碎积云。
常伴随晴好天气，对飞行影响不大。
3、淡积云“压扁的棉花”，向上发展较弱，因此形体扁平，轮廓分明，底部较平，顶部呈圆弧形凸起。
云的水平宽度大于垂直厚度，远处看圆弧形云顶和较平的云底都很清楚。
农谚：馒头云，天气晴。
飞行：影响较小，云上飞行比较平稳，若云量较多时，在云下或云中飞行有时有轻微颠簸，云中飞行，连续穿过许多云块，由于光线忽明忽暗，容易引起疲劳。
4、浓积云“大花椰菜”，云体高大，像高塔，发展旺盛，轮廓清晰，底部平坦而灰暗，顶部凸起而明亮，顶部呈重叠的圆弧形凸起，形似花椰菜。
飞行：禁止在浓积云中飞行！云下或云中飞行常有中度到强烈颠簸，云中飞行常有积冰。
此外，由于云中水滴浓密，能见度十分恶劣，通常不超过20m。
5、积雨云“耸立的高山”，云体浓厚而高大，像大山或高峰，云顶由冰晶组成，有白色毛丝般光泽的丝缕结构，有时呈铁砧状或马鬃状，云底阴暗混乱，常呈暗黑色，起伏明显，有时呈悬球状、滚轴状、漏斗状或弧状，常有阵性降水、雷电、狂风、暴雨等天气现象。
飞行：禁止在积雨云中或积雨云区飞行！云中能见度极为恶劣，飞机积冰强烈，云中或云区都会遇到强烈的颠簸，雷电的袭击和干扰，而暴雨、冰雹、狂风都可能危及飞行安全。
6、秃积雨云“变秃又变强”，浓积云发展到鬃积雨云的过渡阶段，花椰菜形的轮廓渐渐变得模糊，顶部开始冻结，形成白色毛丝般的冰晶结构，存在时间一般比较短暂。
7、鬃积雨云“究极形态”，积雨云发展的成熟阶段，对流发展极盛阶段，由于该高度远高于冻结高度，出现大量的冰晶，云顶呈白色茸毛状云丝，云顶花椰菜状迅速消失，趋向平展，形成铁砧(zhēn)状，称为云砧，边缘出现细鬃条纹，称为马鬃(zōng)状。
8、层积云“云圈最乱的云”，大小不均、薄厚不匀、形状各异、颜色多变，条状、片状或团状、从亮白到蓝灰色调，云底一般有很清晰的轮廓，层积云云底多呈块状结构，云层透光程度差别较大。
气象卫星云图
5.中云与层云（雾）的区别
在可见光图上中云与层云（雾）都呈 片状的白色，但是中云与高空槽、锋面、 气旋相关，范围大；层云（雾）的尺度要 小，而且其边界光滑整齐。
6.夜间层云和雾与地表的区分
夜间层云和雾与地表的区分有以下几种方法： 晴空夜间地表的一些固定参照物，如河流、湖泊、 海岸线和山脉等地理目标物都有较清楚，当有层 云（雾）覆盖时，则没有固定地面目标物出现。
·对给定的T（z），卫星在水汽 通道测量的辐射决定于水汽含量。 水汽越多，透过率越小，卫星接 收的辐射越小，因此根据卫星测 量的水汽辐射可以推算大气中水 汽分布。 ·在水汽图上，色调愈白表示大 气中水汽含量愈多，反之就愈少。
比较水汽图和红外云图，发现水汽图有以下特点：
1、在水汽图上，积雨云也卷云的表现十分清楚，其特征与红外云图类同； 2、难以在水汽图上见到地表和低云（低于850百帕），其反射的辐射被大气 全部吸收而不能到达卫星； 3、在水汽图上的水汽表现远比红外图上的云区要宽广，因为在没有云的地 方仍然有水汽存在；因此在水汽图上水汽区比云区要连续完整； 4、在水汽图上色调浅白的地区是对流层上部的湿区，一般与上升运动相联 系；色调为黑区是大气中的干区，相应大气中的下沉运动。
三、水汽云图
水汽云图：
以6.7微米为中心的吸收带是水汽强吸 收带，在这一带内，卫星接收的是水汽发 出的辐射，水汽一面吸收来自下面的辐射， 同时又以自身温度发射红外辐射。如果大 气中水汽含量愈多，吸收来自下面的红外 辐射愈多，到达卫星的辐射就愈少。所以 由卫星测量这一吸收带的辐射就能推测大 气中水汽含量。由这一吸收带得出的图象 称水汽图。
·由于地表和大气的温度随季节和纬度而变，所以红外云图上的色调表现有以下几个特点：
1、红外云图上地面、云面色调随纬度和季度而变化 在红外云图上，从赤道到极地，色调愈来愈变白，这是由于地面和云面的温度向高纬度地区 递减的缘故。同一高度上的云，愈往高纬度，云顶纬度降低，其低云比中高云尤为明显。这就 造成了在高纬度地区，低云和地表面的色调同中高云的色调很相近，这种现象在冬季最明显， 而且尤其是在夜间，最不容易区分出冷的地表面上空的云。在冬季热带和副热带地区，地表面 和高云的温度差达100℃以上，在云图上有明显的反差；但是大陆极地区域，这种温度差不到 20℃，这就是说在高纬度地区地表和云之间的温度差很小，所以在红外云图上只有很小的色调 反差，不容易将云与冷地表区别开，云的类型也难以区别。 2、红外云图上水面与陆地色调的变化 在冬季中高纬度地区，海面温度高于陆地温度，因此海面的色调比陆面要暗。但是到夏季， 陆面的温度要高于海面温度，特别是在我国北方沿海地区，还不到夏季白天陆地增温较快，如 山东半岛地区就表现为较暗的色调。如果陆地与水面的温度相近，则它们的色调相近，水陆界 线也不清楚。在白天的陆地上，干燥地表的温度毕变化较大，其色调变化也大，潮湿或有植被 覆盖的地区，温度变化较干燥的地区小，其色调变化也较小。
卫星云图
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可见光卫星云图利用云顶反射太阳光的原理制成，故仅能于白昼进行摄影。可见光卫星云图可显示云层覆盖 的面和厚度，比较厚的云层反射能力强，在可见光卫星云图上，会显示出亮白色，云层较薄则显示暗灰色，还可 与红外线卫星云图结合起来，做出更准确的分析。
可见光云图，是气象卫星上的扫描辐射计（早期用的是电视摄象机）用可见光通道感测并向地面站发送的卫 星云图，图上亮度明暗反映了云的反照率的强弱。可见光云图在研究云团、云系等的移动和发展方面，在监测台 风和其他天气系统的发生、发展及移动方面，均获得广泛应用，并取得较好成效。但由于云图是利用可见光波段 所拍，其亮度和色调取决于云的性质和太阳高度角，同肘夜间又拍不到，故受到一定的限制。
卫星云图是地面接受到的来自气象卫星的云况图片。按气象卫星飞行的轨道，可分为极地轨道气象卫星云图 和对地静止轨道气象卫星云图两种。前者连续的图片是不同地点上的云况；后者连续的图片代表卫星下方同一范 围云的连续情况。按气象卫星取得云况的仪器不同，可分为可见光卫星云图和红外卫星云图。
分类
红外线
可见光
红外线卫星云图利用卫星上之红外线仪器，来测量云层之温度。其中，温度低的云层会以亮白色来显示，也 就是此处的云层较高，而暗灰色的部分则代表云层高度较低，因为越接近地面的云层温度越高。简单而言，即以 云顶的不同温度来判断云层的高度。
分辨率
图像资料的分辨率高低是衡量卫星云图质量高低的一个重要指标。按照卫星上电视照相机的精度和扫描辐射 仪观测的瞬时视场大小，分成低分辨率和高分辨率云图两种。分辨率高，云中细小结构能表示出来。第三代业务 卫星的可见光和红外扫描辐射仪的分辨率都是 1.1公里。在1972年以前极轨气象卫星分辨率低，可见光和红外通 道的分辨率分别是4公里和8公里。
卫星云图
可见光和红外云图还同时提供了大量无云覆盖区的地面信息。可见光云图可反映地表裸地、岩石、森林、作 物、草场、湖泊等不同覆盖物的反照车特性，而红外则可反映地表和海洋表面的热力学温度。因此云图也被广泛 应用于社会经济活动的许多方面，如作物产量预报，森林火灾监测，海洋渔区的确定等。
图像处理
有时在卫星红外云图分析时需要知道云顶的温度，例如，在估计对流云的降水量分布时，需要知道低温的云 区范围。卫星云图的增强显示装置，可以将红外云图显示成7～9个不同黑白色调的图像，其中每一色调表示一个 确定的温度范围，由此可以看出云顶温度（或云顶高度）的分布。有时为了某种特殊需要，也可使用此装置将某 一个或某几个温度范围的区域显著地突出出来。如果将这种装置的黑白显示器改为彩色显示器，就可以得到不同 颜色表示不同温度范围的彩色云图，叫做伪彩色云图。
卫星云图
由气象卫星自上而下观测到的地球上的云层覆盖和地表 面特征的图像
01 简介
03 识别方法
目录
02 分类 04 应用
05 分辨率
07 图像分析
目录
06 图像处理 08 研究发展
卫星云图（学名：satellite cloud imagery），由气象卫星自上而下观测到的地球上的云层覆盖和地表面 特征的图像。接收的云图主要有红外云图、可见光云图及水汽图等。利用卫星云图可以识别不同的天气系统，确 定它们的位置，估计其强度和发展趋势，为天气分析和天气预报提供依据。在海洋、沙漠、高原等缺少气象观测 台站的地区，卫星云图所提供的资料，弥补了常规探测资料的不足，对提高预报准确率起了重要作用。
卫星云图试题
判断题：
19.西北太平洋80%以上的台风，是由赤道辐合带（ITCZ）中的云团发展起来的。
正确 错误
判断题：
20.西太平洋低纬度地区，在厄尔尼诺期间对流云系减弱，而在拉尼娜期间则反之。
正确 错误
====气象卫星资料分析应用基础知识测试卷(二)===
1.哪个通道图像更容易探测到高层低压形成前的扰动先兆？
GMS GOMS GOES NOAA-16
2.分析卫星云图应注意的问题有哪些？
空间分辨率，云下层辐射的污染问题，发射体的能量传输，太阳高度角差异而形成的亮度差异
空间分辨率，云下层辐射的污染问题，地表的识别，太阳高度角差异而形成的亮度差异
水体的区分，云下层辐射的污染问题，地表的识别，太阳高度角差异而形成的亮度差异
正确 错误
判断题：
17.高空副热带急流向极一侧边界齐整，常从低纬度地区向中纬度地区伸展，云带呈气旋式弯曲。
正确 错误
判断题：
18.运用红外云图估计降水时，重点关注的是云顶亮温度低、云团或其他对流体的边界是否光滑以及冷云顶范围大小等。
正确 错误
判断题：
19.卫星是地球气候系统观测必不可少的手段(观测范围)，它能获取全球均匀一致的资料。
正确 错误
判断题：
9.中尺度对流系统MCS是指IR云图上，云顶亮温TBB≥-52℃且展现出持续、密合结构。
正确 错误
判断题：
10.PECS是面积最大和最常见的一种MCS，最可能伴随强天气。
正确 错误
判断题：
11.MCS平均降水率，在其生命史中期阶段达到峰值。
正确 错误
判断题：
12.白天可见光云图不仅可以区分地面和低云，而且可以区分云厚和疏密（和雨量和云厚有关）。
卫星云图的识别
卫星云图的识别一、卫星云图的分类卫星云图可以根据卫星所接受的波长范围分为三类：1.红外图像（ IR）：波长区间 10.5 至 12.5um2.可见光图像（ VIS）：波长区间 0.4 —1.1um3.水汽图像（ WV）：波长区间 5.7 至 7.1um红外云图红外云图的色调决定于物体的温度，反映了地面和云面的红外辐射或温度的分布。
浅色调表示红外辐射小，温度低；暗色调表示红外辐射大，温度高。
所以云顶高度越高，其温度越低，云的色调越白。
红外云图的优点是可区分不同层次的云。
缺点是因为温度相近的关系，不能区分地面和低云。
可见光云图可见光云图中亮度与星下底物表面的反照率相关很好。
图像较黑的色调代表低的亮度（低的反射辐射强度）；较亮的色调代表高亮度。
高反照率的云，云厚度大，云中水含量高，云滴的平均尺度小；低反照率的云，云厚度小，云中水含量低，云滴的平均尺度大。
可见光云图的优点是分辨率高，可区分地面和低云，云的纹理清晰。
缺点很明显，因为仅靠目标物反射，所以夜间资料不可用。
水汽云图波长 6-7um 附近是以水汽为吸收体的一个谱区。
在强吸收带中，到达卫星的辐射主要来自对流层上部。
水汽图像和红外图像一样，把接收到的辐射转换为温度来显示。
对流层上部高湿区显的亮（冷），低湿区显得暗（暖）。
即使对流层上部很干燥，近地层大气仍然可能很湿。
水汽云图优点是，可提供大气水平运动信息。
缺点是其主要反映了 400hPa-600hPa的水汽，对于其他吸收谱区无法显示。
二、云图识别判据：在卫星云图上，云的识别可以根据以下六个判据：结构型式、范围大小、边界形状、色调、暗影和纹理。
1结构形式在云图上，所谓结构型式是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物象点的分布式样，这些物象点的分布可以是有组织的，也可以是散乱的，即表现为一定的结构型式。
卫星云图上云的结构型式有带状、涡旋状、团状（块）、细胞状和波状等。
由云的结构型式有助于识别云的种类和云的形成过程，如：冬季洋面的开口细胞状云系，是由积云或浓积云组成，它是冷空气到达洋面受海面加热变性而形成的；大尺度的带状云系主要是由高层云和高积云组成的；团状云块一般是积雨云等。