卫星气象学

《卫星气象学》

第一章

1、卫星常用的通道和相关的观测目的

可见光：白天云/地表特征，大气污染

近红外：水体边界、冰雪融化、植被

短红外：高精度海温、火山、森林火灾、夜间情况

长红外：海温、日、夜云

2、何谓遥感？

遥感就是在一定距离之外，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。

第二章

1、卫星运动三定律

第一，卫星运行的轨道是一圆锥截线（圆锥被一平面所截出的曲线，可以是圆、椭圆、抛物线），地球位于其中的一个焦点上。

第二，卫星的向径（卫星与地心连线）在相等的时间内，在地球周围扫过的面积相等。

第三，卫星轨道周期的平方与轨道半长轴的立方成正比。

2、风云系列卫星

风云2系列卫星属于静止卫星

风云1系列卫星属于极轨卫星

3、卫星入轨速度

卫星在地面入轨时所需要的最小速度是第一宇宙速度。

地面发射一颗行星所需的最小速度是第二宇宙速度。

卫星脱离太阳系进入银河系的速度为第三宇宙速度

4、静止卫星和极轨卫星的优缺点。

静止卫星作为一个气象观测平台有许多优点：

①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。把间隔为5分钟的图片连接成电影，可以连续观察天气云系的演变。

静止卫星的不足是：

①它不能观测南北极区。

②由于离地球很远，若要得到清楚的图片，对仪器的要求很高。

③卫星轨道有限。

太阳同步轨道的优缺点

太阳同步轨道的优点有：

①太阳同步轨道近似为圆形，轨道预告、资料接收定位都很方便；

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。

太阳同步轨道的缺点是：

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。

第三章

1、大气窗

通过大气的太阳辐射或地球大气辐射将被大气中某些气体所吸收，这些吸收随波长的变化很大，在某些波段的吸收很强，而在另一些波段的吸收则很弱，在这些吸收最弱的波段，太阳辐射和地球大气辐射可以象光通过窗户那样透过大气，这些波段称做大气窗。

第四章

1、气象卫星探测的分辨率

卫星在某一时刻观测地球的最小面积，以最小面积的直径表示的是空间分辨率。在卫星云图上能分辨的最小温度差或反照率差值就是温度分辨率或灰度分辨率。

卫星对同一地区观测的时间间隔就是时间分辨率。

2、可见光云图的观测特点和原理

卫星主要接收来自地面、云面对太阳辐射的反射辐射，对地面、云面和大气的散射辐射可忽略不计。若把这些波段测到的辐射转换成图象就得到可见光云图。卫星观测到的辐射与物体反照率和太阳天顶角有关。如果太阳天顶角越小和目标物反照率越大，卫星接收的辐射就越大，反之亦然。把接收的辐射转换成图象，辐射越大用越白的色调表示，辐射越小用越黑的色调表示，在一定的太阳天顶角下，反照率越大，其色调越白，而反照率越小，色调就越暗。

3、可见光云图中，卫星观测到的辐射与哪些因子有关？

卫星观测到的辐射与物体的反照率和太阳天顶角有关。

4、红外云图的特点

红外云图的观测中，卫星接收的辐射只与温度有关，温度越高，接收到的辐射越大，色调越暗，反之，温度越低，接收到的辐射越小，色调越白。

5、红外云图色调的特点

冬季中高纬度地区，海面的温度高于陆地温度，所以海面的色调比陆面要暗。夏季相反。

红外云图上，从赤道到极地，色调越来越变白。

6、水汽图的观测原理和特点

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愈白，表示水汽越多，色调越黑，水汽越少。

7、根据判据如何判断云系？

各种云系有不同的特征，六种判据分别包括结构型式、范围大小、边界形状、色调、暗影和纹理。

8、各类云的识别

在可见光云图、红外云图和水汽图上，色调最白的是积雨云。

卫星云图上无法区别层云和雾，原因是卫星无法判断云底是否到达地面。

第五章

1、高空槽前的边界的类型有哪些？

平行急流边界；“斜压叶”边界；干涌边界；底涌边界；内边界；回流边界2、水汽云图上的边界

包括伴随头阻塞出现的头边界和内边界，与干冷空气活动有关的干涌边界和底涌边界，与急流有关的急流水汽边界，斜压叶水汽边界，回流边界。

3、大尺度云系的分析

卫星云图上，常见的与高空斜压区相联系的云系是表现为“叶子状”的云型，是斜压叶状云系。

在连续的静止卫星云图上观测到的与变形场相联系的云系是变形场云系。

卫星云图上形如逗点负号的云系是逗点云系。

4、何谓水汽头边界？

水汽图上边界整齐光滑，向上游一侧凸起，一侧为里冷的湿区和高云区，另一侧为狭窄的干黑带。

5、冷暖锋云带

冷锋云带以气旋性曲率弯曲。

暖锋云带以反气旋性曲率弯曲。

《雷达气象学》

第一章

1、雷达截面的意义

以入射波能流密度乘上雷达截面，得到一个散射粒子的总散射功率；当散射粒子以这个总功率作各向同性散射时，散射到天线处的功率密度正好等于该粒子在天线处造成的实际的后向散射能流密度。

雷达截面的大小反映了粒子所造成的后向散射的大小。

2、雷达反射率

单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和。反映了单位体积内一群云、雨滴在天线处造成的回波功率的大小。

3、雷达反射率因子