气象卫星的用途
卫星云图在天气预报中的应用培训课件
气象卫星和主要功能
一，气象卫星的现状和发展 1. 气象卫星的种类
近极地太阳同步轨道卫星 倾角约90
按轨道划分 地球同步轨道卫星(地球静止卫星)倾角0
非同步轨道卫星
倾角在90和0之间
按功能划分
试验气象卫星 业务气象卫星
气象卫星就是用于气象探测的人造地球卫星。根 据气象业务观测的需求，业务气象卫星的运行轨道可 以分为两类。
我国气象卫星发展现状
6颗极地轨道卫星，5颗静止轨道卫星 成功实现试验业务到应用服务的转变
1988.09.07 1990.09.03 1999.05.10 2002.05.15 2008.05.27 2010.11.05
1997.06.10 2000.06.25 2004.10.19 2006.12.08 2008.12.23
FY-2E A: 105ºE
东西有效覆盖范围：26.5°～165°E 重叠区：45°E～146.5°E，约101.5° 完全覆盖我国领土
风云极轨卫星地面站分布
国内4站+国外1站的设计极大提高了全球资料的获取能力和时效
A
风 云 三 号 星 高 分 辨 率 全 球 观 测 能 力
凤凰台风：FY-3A 250米分辨率
FY-2静止气象卫星
高度：赤道上空35800km，地球同步
FY-2A: 1997年6月发射（105°E） FY-2B: 2000年6月发射（105°E） FY-2C: 2004年10月发射（105°E） FY-2D: 2006年12月发射（86.5°E） FY-2E: 2006年12月发射（105°E）
卫星云图在天气预报中的应用
气象卫星的应用：气象卫星是国际公认的最有应
用价值和效益的遥感卫星之一！
气象卫星及其特点
气象卫星观测可以大大地改善资料的时间取样频次。特别是静止气 象卫星可以获得每小时一次的大范围实时资料，必要时甚至可以获 取半小时的资料。有利于对灾害性天气的动态监测。
双星组网的极轨气象卫星也可以每天提供4次全球覆盖的图象资料 和垂直探测资料。而常规高空站每天只在00时12时（世界时）进 行两次观测,且无法观测海洋和无人地区。
综合参数观测优势
3
4
5
外这个新视角观测地球—大 气系统的，所以有些重要的 气候变量，特别是通过整个 垂直方向大气层的积分参数， 如地气系统的反照率、大气 顶的地气系统的射出长波辐 射，只能通过气象卫星观测 才能获得。
气象卫星观测的优势和特点
气象卫星的应用领域
天气分析与气象预报
气候研究与气候变 迁的研究
1974年，美国成功地研制了第一颗静止业务环境监测卫星(GOES)。静止业务环境监 测卫星在赤道的某一经度、约36000公里高度上，它环绕地球一周约需24小时，几乎与地 球自转同步。从地球上看好象卫星是相对静止的，故又称为地球静止卫星。
目前，日本GMS系列静止气象卫星、俄罗斯的GOMES卫星、欧盟 METEOSAT-3 卫 星、印度的INSAT以及美国的两颗静止卫星(GOES-E和GOES-W)共6颗卫星组成地球静止 气象卫星监测网。这些卫星位于赤道上空约36000公里高，每半小时向地球发送一次图片。
气象卫星及其特点
气象卫星概述
美国的“泰诺 斯 ”(TIROS)卫 星系列：第一代实 验气象卫星，从 60年-65年共发射 了10颗，极轨气 象卫星。
美国的雨云 （Nimbus）卫星 系列： 64-78年 共发射了7颗，太 阳同步轨道。
军用卫星按用途可分为
军用卫星按用途可分为军用卫星指的是用于各种军事目的的人造地球卫星。
军用卫星按用途一般可分为侦察卫星、军用气象卫星、军用导航卫星、军用测地卫星、军用通信卫星和拦击卫星。
战时，一些民用卫星也可用于军事用途。
军用卫星军用卫星（military satellite）：专门用于各种军事目的的人造地球卫星。
是发射时间最早、发射数量最多的人造地球卫星之一。
军用卫星从20世纪50年代末出现到90年代直接参加局部战争，已经发展成为一些国家现代作战指挥系统和战略武器系统的重要组成部分，被喻为现代信息战的军事力量倍增器。
军事卫星按用途的不同分为侦察卫星、军用通信卫星、军用导航卫星、军用气象卫星、军用测地卫星、预警卫星、截击卫星、反卫星卫星和核爆炸探测卫星等。
军用卫星的主要发展趋势是将各类卫星组成一体化天基信息网，提高信息获取能力、传输能力和融合能力，增强生存能力、抗干扰能力和工作寿命。
美国和前苏联/俄罗斯等国发射了大量的军用卫星。
1957年10月4日，苏联发射了世界上第一颗人造卫星── “人造地球卫星”1号。
翌年1月31日，美国的人造卫星“探险者”1号发射成功，此后，美、苏认识到卫星在军事上的重要价值，于50年代末开始研究和试验军用卫星。
照相侦察卫星──它是装有光学成像的空间遥感设备进行侦察，获取军事情报的人造地球卫星，常用的遥感设备有可见光照相机、电视摄像机、红外照相机、多光谱照照相机和微波遥感设备等。
世界上第一颗照相侦察卫星是美国的“发现者”1号卫星，它于1959年2月28日发射成功。
“发现者”1号是一颗试验性侦察卫星。
1960年8月10日，美国又发射了“发现者”13号试验侦察卫星。
8月11日，“发现者”13号接受地面指令控制，弹射出一个装有照相胶卷的密封舱，再入大气层，并在海上回收成功。
这是人类从太空收回的第一卷照相胶卷。
由于卫星技术，光学遥感技术、信息传输技术和图像处理技术的进步，使照相侦察卫星性能有了很大提高。
NOAA气象卫星系列综述
Hale Waihona Puke 图 1 夜间云雾监测流程与白天相比较，夜间云雾的遥感监测困难更大，仅有红外通道数据用于分离 云雾，增加了夜间雾遥感监测的难度。根据云雾及下垫面红外辐射特性分析，针 对 NOAA/AVHRR 数据，选取热红外波段( CH4) 和中红外波段( CH3) 两个红外通 道的数据，运往 ERDAS IMAGINE 系统的 Model Maker 模块建立模型对夜间雾进 行识别。
日
日
2009 年 2 月 6 未知 日
852.2 公里
轨道倾角 98.9 度 98.6 度 99.1 度 98.6 度 98.9 度 98.7 度 未知 98.7 度
轨道周期 101.8 分 101.1 分 101.9 分 101.2 分 102.1 分 101.2 分 102 分 102.1 分
NOAA 是太阳同步极轨卫星，采用双星运行，同一地区每天可有四次过境机 会。第五代（NOAA-15—18）传感器采用改进型甚高分辨率辐射仪(AVHRR/3），和 先进 TIROS 业务垂直探测器（ATOVS），包括高分辨率红外辐射探测器（HIRS-3）、 先进的微波探测装置 A 型（AMSU-A）和先进的微波探测装置 B 型（AMSU-B）。参 数如表 2。
二、卫星简介
NOAA 卫星是美国国家海洋大气局的第三代实用气象观测卫星，第一代称为 “泰罗斯”（TIROS)系列（1960-1965 年），第二代称为“艾托斯”（ITOS)/NOAA 系列（1970-1976 年），其后运行的第三代称为 TIROS--N/NOAA 系列。目前我国 接收、存档和使用的 NOAA 系列卫星主要分为美国第四代（NOAA-9--NOAA-14）和 第五代（NOAA-15--NOAA-17）极轨气象卫星[1]，它们的共同点是卫星姿态为三轴 稳定，扫描率为 6 条扫描线/秒，对地扫描角±55.4 度，星下点分辨率 1.1 公里， 卫星轨道是太阳同步轨道，高度在 800-850 公里之间，倾角为 98.6-99.1 度之间， 偏心率小于 10-4。周期 101-102 分。24 小时内卫星绕地球运行 14 圈左右。回归
中国航天事业发展简介
• 试验卫星，包括进行航天新技术试验或者是为应用类卫星进 行试验的卫星；
• 应用卫星，包括通信卫星、气象卫星、地球资源卫星、侦察 卫星、导航卫星等。
卫星
• 中国卫星是中国自行研制的卫星，其中最早的有东方红一号 卫星。1970年4月24日，第一颗人造地球卫星“东方红”1号 在酒泉发射成功，中国成为世界上第五个发射卫星的国家。
4 、我国第一个火箭研究机构——国际部第五研
究院的第一任院长，被誉为“ 中国航天之父” 、
“中国导弹之父” 、“中国自动化控制之父”和“火
箭之王”的是 A、梁思礼
√B、钱学森
C、杨利伟
D、邓稼先
5 、运载火箭的任务是什么？ A、实现载人航天 B、建立空间站
√C、将各种航天器送入预定的轨道
我的中国梦
空间站
中国载人空间站整体名称及各舱 段和货运飞船共5个名称如下： • 载人空间站命名为“天宫”，
代号“TG” ，就是载人飞船； • 核心舱命名为“天和”，代号
“TH”； • 实验舱Ⅰ命名为“问天”，
代号“WT”； • 实验舱Ⅱ命名为“巡天”，
代号“XT”； • 货运飞船命名为“天舟”，
代号“TZ”。
为了梦，不放弃。
我有一个梦，
我要坚持学习知识，
一个伟大、一个遥远的航天梦，
使自己的梦想一步步地向前迈进。 一个中国梦！
任何困难，也绝不动摇。
当看到五星红旗冉冉升起，
为了梦，不懒惰。
我的梦将再次点燃我心中那熊
我要勤奋，
熊烈火！
用行动去证明、去打拼。
我相信，
要知道，前方就是迎接我的红毯， 我的梦一定能实现。
空间探测器—中国火星探测器
• 中国火星探测计划是中国第一个火星探测计划，中国 国家航天局会与俄罗斯联邦航天局合作共同探索火星 。2011年发射的萤火一号（11月9日，俄方宣布搭载有 萤火一号的福布斯——土壤号火星探测器变轨失败）是 该计划的首颗火星探测器。
卫星气象学第六章 卫星云图在天气分析中的应用
• 在我国，细胞状云系主要出现在以下两种 情况：
1）夏季我国北方高空冷涡中的细胞状云系
每当北方进入夏季，华北冷涡、东北冷涡 和西北冷涡活动频繁，在冷涡的后部（西 侧）经常有冷空气侵入，使该地区产生细 胞状云系，冷涡附近的细胞状云系有明显 的日变化，一般在中午前后由于太阳对下 垫面的加热开始形成细胞状云系，由积云 浓积云组成，到傍晚前后，这些云系中的 一些常发展成积雨云，并伴有强对流天气。
南支槽带状云系
• 2）卷云覆盖区 （图示）：当南 支槽的南北幅度 为中等或较小时， 从印度西部到青 藏高原南部地区 出现成片的卷云 区，云区中卷云 纹线或反气旋弯 曲的纤维状结构 十分清楚。
南支槽片状卷云系
• 3）对流积状云区
（图示）：有时南 支槽表现为在青藏 高原南侧出现范围 不大的积状云区， 这些云系没有一定 的型式，但时常伴 有强雷暴天气，当 这片云区移至我国 南方地区时，同样 会带来强雷暴天气
D：急流轴(粗箭头) 在叶状云的南部风 速减小， X：500hPa涡度中心 P：反转点 F：切变涡度轴线 (又称切变涡度瓣) E：平流涡度轴线 (平流涡度瓣)
最高云顶常位于斜压叶东半部上方，东半部末端将变成逗点头； 云顶向西逐渐降低，并在“V”型缺口处北边界西端有中层云顶 出现，而南边界(H处)由低云组成。地面冷锋沿着斜压叶的南 边缘，冷锋的东端位于斜压叶状云系的深厚部分的下方，有时 也可能为静止锋。
• 当强寒潮南下到洋 面时，在锋面云带 的后面会出现由积 云组成的环状、半 环状和白球状的大 片云系，这种云型 分别叫做开口细胞 状云系和闭口细胞 状云系。
• 细胞状云系不仅出现在冬季洋面上，而且 可以出现在大陆上。从冬到夏，陆地表面 曙度升高，如果一次降水以后或湖泊、河 流较多的地方有冷空气侵入，就会有细胞 状云系生成。但是在陆地上由于热容量较 小，热惯性小，所以温度变化大，细胞状 云系的变化也大，表现为明显的日变化； 同时由于陆地地形较海面复杂，细胞状云 系远不如海面上典型。
人造卫星的分类及主要用途
人造卫星的分类及主要用途自从牛顿发现万有引力定律，并设想在高山上水平抛出物体，当速度大到一定程度时，物体就不会落回地面，成为一颗人造卫星，300 多年过去后，他的这一理论得到了证实，在地球上方发射了各种各样的人造卫星。
一、人造卫星的分类。
1、按用途分：科学探测和研究的科学卫星，包括空间物理探测卫星和天文卫星等；试验卫星，包括进行航天新技术试验或者是为应用类卫星进行试验的卫星；应用卫星，包括通信卫星、气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星、导航卫星等，2、按轨道的高低分：低轨道、中高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道、大椭圆轨道和极地轨道７大类。
3、按运行轨道划分：顺行轨道：顺行轨道的特点是轨道倾角即轨道平面与地球赤道平面的夹角小于 90 度。
卫星地面较近，高度仅为数百公里，故又将其称为近地轨道。
我国用长征一、二号、风暴一号两种运载火箭发射的 8 颗科学技术试验卫星， 17 颗返回式遥感卫星，神州号试验飞船，都是用顺行轨道。
逆行轨道：逆行轨道的特征是轨道倾角大于90 度。
欲把卫星送入这种轨道运行，运载火箭需要朝西南方向发射。
不仅无法利用地球自转的部分速度，而且还要付出额外能量克服地球自转。
因此，除了太阳同步轨道外，一般都不利用这类轨道。
赤道轨道：赤道轨道的特点是轨道倾角为0 度，卫星在赤道上空运行。
这种轨道有无数条，但其中的一条地球静止同步轨道具有特殊的重要地位。
世界上主要的通信卫星都分布在这条轨道上。
我国用长征三号火箭先后发射了 1 颗试验卫星、 5 颗东方红二号系列通信卫星、 2 颗风云二号气象卫星、用长征三号甲火箭发射了 1 颗实践四号探测卫星、 2 两颗东方红三号通信卫星、 1 颗中星 22 号通信卫星都在这一轨道上。
极地轨道：就卫星轨道类型来说，还有一种轨道倾角为90 度的极地轨道。
它是因轨道平面通过地球南北两极而得名。
在这种轨道上运行的卫星可以飞经地球上任何地区上空。
我国长征二号丙改进型火箭以 1 箭双星的方式 6 次从太原起飞，把 12 颗美国铱星送入太空，就属于这种发射方式。
人造卫星应用于生活中的例子
人造卫星应用于生活中的例子人造卫星是在地球轨道上运行的人类制造的设备，它们具有广泛的应用，不仅在科学研究和航天领域发挥着重要作用，还在日常生活中有着许多实际的应用。
以下是人造卫星应用于生活中的一些例子：1. 通信和广播：人造卫星是现代通信和广播系统的重要组成部分。
它们可以传输电话、电视、互联网等信号，实现全球范围内的通信和广播覆盖，使人们能够随时随地与世界各地进行沟通和获取信息。
2. 导航系统：全球定位系统（GPS）是一种基于人造卫星的导航系统，它利用多颗卫星的信号来确定地面任意位置的精确坐标。
GPS系统在航行、旅行、物流等领域发挥着重要作用，方便人们准确导航和定位。
3. 天气预报：气象卫星可以拍摄地球表面的图像，并监测大气层的云、气候和气象变化。
这些数据对于天气预报和气候研究非常重要，能够提供准确的天气信息，帮助人们做出合理的决策，例如旅行计划、农作物种植等。
4. 环境监测：卫星可以监测地球上的气候变化、自然灾害、海洋生态系统等环境因素，为环境保护和资源管理提供数据支持。
例如，卫星可以监测海洋污染、森林砍伐、冰川融化等问题，帮助人们更好地了解和保护地球环境。
5. 农业和林业管理：卫星可以通过遥感技术监测土地利用、植被生长和水资源情况，为农业和林业管理提供决策支持。
例如，卫星可以监测农田的肥料和水分利用情况，帮助农民合理种植和管理作物。
6. 海洋资源开发：卫星可以监测海洋资源的分布和变化，为海洋资源的开发和管理提供数据支持。
例如，卫星可以监测渔场的鱼群数量和分布情况，帮助渔民选择合适的捕捞区域。
7. 救援和灾害管理：卫星可以用于救援和灾害管理，例如在地震、洪水等灾害事件中，卫星可以提供灾区的图像和数据，帮助救援人员了解灾情、制定救援计划。
8. 航空和航天安全：卫星可以用于航空和航天系统的导航、通信和监测，提高航空和航天安全性。
例如，卫星可以监测飞机和航天器的位置和轨迹，提供实时的飞行安全信息。
9. 文化遗产保护：卫星可以用于文化遗产的保护和研究。
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气象卫星的用途
从“风云一号”极轨气象卫星的研制部门获悉，我国第二代极轨气象卫星“风云三号”卫星的方案论证工
作已基本结束，开始转入卫星的初始研制阶段，目前科技人员正在加紧进行各项研制工作。
“风云一号”卫星总设计师孟执兼任“风云三号”卫星总设计师，他介绍说，“风云三号”卫星是一
颗接近当今国际先进水平的卫星，其研制思想充分继承了我国卫星研制的成熟技术和经验，贯彻组合化、
通用化、系统化的“三化”设计思想。卫星上将配置十种有效载荷，由于增加了微波遥感器，可实现全球
三维、全天候、多光谱、定量气象探测。
“风云三号”卫星的主要任务是提供全球的温度、湿度、气压、云和辐射等参数，实现中期数值预
报；监测大范围的自然灾害和生态环境；探测地球物理参数，支持全球气侯变化与环境变化规律的研究；
为航空、航海等部门提供全球任意区域的气象信息等。“风云三号”卫星的分辨率较“风云一号”有显著提
高，即使在870公里的高空也能分辨出地面上的高速公路。
与“风云一号”卫星相比，卫星上携带的仪器除了可见光和红外扫描辐射计外，还将增加微波辐射计、
微波成像仪、红外分光计、中分辨率成像光谱仪、地球辐射探测仪、紫外臭氧探测仪、太阳常数监测仪、
空间环境监测仪等遥感仪器，卫星的图像传输分系统包含实时图像传输和延时回放图像传输两种，实时传
输信道特征将和国际同类卫星兼容。
孟执中认为，“风云三号”卫星的探测功能及主要探测性能将达到当今国际先进水平，是我国极轨
气象卫星发展进程中的一个飞跃，它将大大提高我国的对地观测能力和全球大气探测能力，缩短我国同类
对地观测卫星与世界发达国家的差距，并积极推动我国气象卫星资料的应用，在我国国民经济发展和人类
的生产、生活活动中发挥重要作用。
１９６８年８月，气象学家们从一颗“艾萨”卫星发出的最新气象云图中看到在加勒比海上空有一
个破坏性很大的台风云构造。这个云构造随着时间的推移变得越来越强大，这预示着一场罕见的强风就要
来临。于是，气象部门及时向当地居民发出警报，要求他们迅速向北转移。结果，避免了一场可能会造成
５００多人死亡的悲剧。
１９８５年８月，中国东北三省受到６号、８号、９号强台风的袭击，河水瀑涨，泛滥成灾。由
于气象部门根据卫星云图及早地做出了正确的预报，大大减少了损失。
１９８６年４月２１日１４时，中国国家气象局卫星气象中心根据卫星红外云图，及时发现了内
蒙兴安盟长７０千米～８０千米，宽２５千米的森林大火。有关部门接到警报，立即进行紧急动员，及时
扑灭了这次可能造成巨大损失的山火。另外，被命名为“卡拉”和“卡米尔”的飓风曾被国际气象组织准
确测出，及时的组织３０万人撤离，挽救了５００００人的生命。