气象卫星资料在气象工作中的应用
—张华
国家气象风三项目实施以来，我国气象卫星资料得到了广泛的应用，呼市气象台贯彻上级的指示，重视气象卫星资料在数值预报、天气分析、气候与气候变化以及气象服务方面的应用。
一、天气分析中的应用
1、临近预报：
如2010年9月20—21日在呼市上空的一个强对流云团，造成了呼市地区大到暴雨天气（降雨量为26.6—51.2mm）。预报员根据气象卫星云图监测这个云团发生、发展演变的全过程，发布了临近预报，对19日的天气预报做出了较为准确的订正。
2、监视大雾天气：
由于雾经常是晨起晨消，生命史短，常规的观测手段无法准确获取其强度和范围信息。气象卫星具有覆盖范围大、观测频次高、信息源可靠、直接投入成本低的特点。所以是监测雾天的有力工具。例如2009年春节期间呼市市区的大雾天气，根据形势场分析，没有做出准确的预报，之后，呼市气象台对此次过程进行了总结，分析得出在分析形势场的基础上，必须注意卫星资料的应用。
3、监视沙尘暴天气：
沙尘天气也有其形成的必要条件，在做沙尘预报的时候除了一定的形势场、温度场、风场等气象条件外，另一个最重要的条件就是沙
尘源地，而我国北方的沙尘天气大部分都来自于蒙新高地级蒙古国的沙漠，离我市还有一定的距离，要想准确预报我市沙尘天气时间、强度，卫星资料就尤为重要。
二、重大活动服务中的应用
气象卫星资料在重大活动气象服务中也发挥了重要作用。
如2010年7月16日在呼市上空的一个强对流云团，造成了局部中到大雨天气，时值呼市昭君文化节开幕式，呼市气象台根据形势场分析得出今天午后有点阵雨天气。根据气象卫星云图监测，16日中午开始起云，。为保障20点的开幕式顺利举行，呼市气象局与包头气象局两家联合，进行了人工提前降雨，15点多降雨开始，雨点大，降水急，至下午18点多阵雨天气结束，预报员根据气象卫星云图监测这个云团发生、发展演变的全过程。风云三号气象卫星资料对重要天气尽收眼底，为天气预报人员准确及时地做出天气预报做出了贡献。
三、展望
气象卫星资料已经在应对突发公共事件中发挥出了较大作用，未来气象防灾减灾则对中国气象事业提出了更高的需求，也为气象卫星的发展带来了前所未有的机遇。呼市气象台将进一步提高气象卫星观测数据和产品的应用工作，使气象卫星资料作为在应对突发公共事件中可以依靠的更有效资料。我们将不遗余力地推进气象卫星资料在气象工作中各个方面的应用，坚持科学发展，在构建和谐社会中发挥更大作用。
气象卫星 1960年4月美国发射了第一颗气象卫星泰罗斯 -1(Tiros-1)。随后，前苏联也相继发射了自己的气象 卫星。从此，气象学的发展进入了一个新的时代，气象 卫星的研究和应用蓬勃发展。目前，在轨道上运行的大 多数气象卫星是由美国和俄罗斯发射的，其中很大一部 分为极地轨道卫星，简称极轨卫星。 1966年美国发射第一颗业务气象卫星艾萨(ESSA) 是极轨卫星，主要提供可见光云图。 1970年、1978年 美国又相继发射诺阿(NOAA)和泰罗斯－N系列业务气象 卫星。这些卫星都属于极轨气象卫星。极轨气象卫星的飞行高度一般在800－1500公里左右。由于卫星的飞行高度低，因此卫星照片分辨率高，图像清晰。极轨气象卫星环绕地球的南、北极附近运转，一颗星从南向北，另一颗星从北向南运行。由于地球自转，每条轨道穿越赤道的经度是各不相同的。地面接收站每天两次在固定时间里接收某一轨道的卫星云图，几条轨道的图像拼接成区域云图，成为预报员制作预报的重要参考资料。 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。从地球上看好像卫星是相对静止的，故又称为地球静止卫星。二十世纪70年代后期，日本和欧盟也相继发展了自己的系列静止气象卫星。 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。它们分别位于全球赤道 东经140 度、东经76 度、西经75度、东 经74度、西经75度、西经135度上空。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。另外，还有三颗 极轨卫星(2颗美国NOAA卫星，1颗俄罗斯 METEO卫星)，这些卫星每天实时监视大气天气系统的运动和变化。 中国也先后成功地发射了6颗气象卫星（3颗风云－1和3颗风云－2）。依靠这些卫星，中国建立了自己的卫星天气预报和监测系统。风云－1是一种极地轨道气象卫星。星上装有若干个高分辨率扫描辐射计。包括4个可见频道和1个红外频道。风云－2是一种静止气象卫星。星上装有多频道扫描辐射计。包括1个可见波段、1个红外波段和1个水汽波段。载荷包括S频段传输和云图预报转发器，UFH/S频段数据采集转发器和空间环境监测设备。 气象卫星资料弥补了占地球表面积71％的海洋上、高原及沙漠上人烟稀少地区常规气象探测资料的不足。它具有视野开阔、观测范围广、观测时次多等优点。人们通过卫星，能比过去提前二三天发现台风，并能准确地测定它的位置、强度，从而确定它的移向、移速和发展变化。因此，卫星云图成为监视台风和预报台风移动路径的十分有效的工具，特别是台风定位已经离不开卫星云图。卫星资料应用还发展到农业、森林火灾、洪水灾情、环境监测等领域。
中国自一九七0年四月二十四日成功研制并发射第一颗人造卫星“东方红一号”至今，已初步形成了遥感、通信广播、气象、科学探测与技术实验、地球资源和导航定位等六大卫星系列。 中国卫星研制工作开始于二十世纪五十年代末期，是在基础工业比较薄弱、科技水平相对落后、国家财力有限的条件下发展起来的，目前，各系列卫星已广泛应用于经济、科技、文化和国防等各个方面，取得了显著的社会效益与经济效益。 ——返回式遥感卫星系列。这一系列包括三种不同类型的近地轨道返回式卫星，中国至今已发射和回收了十七颗，分别在轨道上运行了三到十五天。为使卫星安全返回地面，中国科学家攻克了变轨、防热、减速和回收等技术难关，并基本形成了返回式卫星公用平台。 ——“东方红”通信广播卫星系列。此系列包括三种不同类型的静止轨道通信卫星，即“东方红二号”、“东方红二号甲”试验通信卫星和“东方红三号”通信广播卫星。中国这一系列至今共发射了十颗卫星，为通信、广播、水利、交通、教育等部门提供了各种服务。 ——“风云”气象卫星系列。该系列包括“风云一号”太阳同步轨道气象卫星和“风云二号”地球静止轨道气象卫星两类，太阳同步轨道气象卫星又称极轨气象卫星。“风云一号”、“风云二号”此前已分别发射了三颗和两颗卫星，在中国天气预报和气象研究方面发挥了重要作用。 ——“实践”科学探测与技术试验卫星系列。这一系列形成时间较长，包括六颗卫星，分别是：一九七一年三月发射的“实践一号”；一九八一年九月用一枚运载火箭同时发射的“实践二号”、“实践二号甲”、“实践二号乙”；一九九四年二月发射的“实践四号”；一九九九年五月发射的“实践五号”。 ——“资源”地球资源卫星系列。一九九九年十月，中国和巴西联合研制的“资源一号”卫星发射成功，二000年九月中国自行研制的“资源二号”卫星发
气象卫星云图在预报中的应用 肖宁赵勇 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：卫星云图云系识别天气系统 1 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)主要反映地物对太阳可见光部分的反射，因此，反照率越大的物体，云图上反映得越明显，红外云图(IR)反映地球表面的温度分布情况，由于大气温度随高度递减，就可以因此判断云高，水汽云图(WV)在我国投入使用不久，它反映大气中的水汽辐射情况，色调越白，水汽越多，色调越黑，水汽越少，在水汽云图的使用中应该注意，它能较好地反映高层大气的水汽分布，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。 2 卫星云图的资料来源 从中央电视台第一套节目每天下午3：55的气象信息中我们可轻易获得云图，部分建成VSAT 卫星通信系统(9210工程)的气象台可从中国气象局随时获得各种云图，建有微机远程工作站的局站可从网络中获得上级资料库的云图资料，它们的最终来源是：日本的地球静止气象卫星(GMS)云图和我国风云2号(FY-2)气象卫星云图，值得注意的是由于GMS定位偏东，我国西疆的西侧为云图边缘，该处图像有所变形，应用中必须注意。 3 卫星云图的典型云系识别 3.1 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。 低云(层云和雾)：由于温度与地表接近，在IR上不明显，在VIS上为均匀光滑的云区，厚度不一，有时在白天的IR上，层云边界比较清楚，但到夜间，近地面存在辐射逆温，层云或雾的顶部温度反面比四周无云地区要暖，这时IR上云区比四周无云区地面显得更黑。 3.2 不同天气形势下不同云系的识别 涡旋云系：指一条或数条云带或云线以螺旋形式旋向一个共同的中心；它与大气的气旋性涡度相联系，可用于对气旋的定位。 逗点云系：状如“，”，出现在先等涡度线与等高线相交的正涡度平流区域内，所以也称为正涡度平流云系，凡是逗点云系都有闭合环流中心，它与高空流场的关系是：头部与变形场联系，尾部与西南气流一致，干湿区与西北干冷空气一致，逗点云系与低空流场的关系是：大气低层环流中心与大气中层的涡度性逗点云系位置基本一致，与地面变形场相联，尾部为锋面云带。 斜压叶状云系：与高空槽前斜压区域相联系，状如植物叶子的云系，云系为一条较宽的云带，其北边界略成“S”形，西边界呈“V”字形缺口，“V”的北侧以中低云为主，南侧以低云为主。
风云二号气象卫星(FY-2)是我国自行研制的第一颗地球静止轨道气象卫星，与极地轨道气象卫星相辅相成，构成我国气象卫星应用体系。风云二号卫星作用是获取白天可见光云图、昼夜红外云图和水气分布图，进行天气图传真广播，供国内外气象资料利用站接收利用，收集气象、水文和海洋等数据收集平台的气象监测数据，监测太阳活动和卫星所处轨道的空间环境，为卫星工程和空间环境科学研究提供监测数据。风云二号静止气象卫星资料越来越成为天气分析，预报服务中必不可少的重要监测手段。 主要性能参数 卫星质量：1365公斤 轨道特性：地球静止轨道 设计寿命：3年 发射历程 风云二号系列静止气象卫星是我国第一代静止气象卫星，计划发射5颗，即风云二号A/B/C/D/E，两颗试验星（风云二号A/B），三颗业务星（风云二号C/D/E）。其中风云二号A 星于1997年6月10日发射成功，风云二号B星于2000年6月25日发射成功，姿态均为自旋稳定，只有一个三通道扫描辐射计，设计寿命3年。从风云二号C星起，扫描辐射计由三个通道增加到五个通道，在性能上较风云二号A/B两星有较大的改进与提高。风云二号C 星和D星已分别于2004年10月19日和2006年12月8日年发射。E 风云二号气象卫星 星计划于2009年发射。 12月23日8时54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"06星送入预定轨道。 火箭飞行24分钟后，西安卫星测控中心传来数据表明，卫星已经成功进入地球同步转移轨道。经过一系列控制，卫星将最终定点于东经123．5度赤道上空。 "风云二号"06星是由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院为主研制，可全天候对地球进行连续气象监视，获取地球空间环境白天可见光云图、昼夜红外云图和水汽分布图；收集和转发气象、海洋、水文等观测数据；监测太阳X射线和空间粒子辐射数据等。卫星重1.39吨，在轨采用自旋稳定方式，用户为中国气象局。 我国于2004年10月19日和2006年12月8日发射的"风云二号"04星、05星，实现了我国气象卫星双星组网运行观测，目前两颗卫星工作状况良好。 这次发射升空的06星，是04星、05业务星的在轨备份星和接替星，它的成功发射，可增强风云气象卫星在轨连续、稳定运行的可靠性，为我国及周边国家天气观测、气象预报和减灾防灾发挥重要作用。同时，对加强我国与国际气象组织的合作，提高我国在气象领域的国际地位具有重要意义。 风云二号卫星既是高科技的产物，同时也是一个复杂的系统工程。涉及电子技术、光学技术、材料技术、关键的元器件技术，以及应用技术，其背后体现的是国家综合科技实力，参与卫星、运载、测控、发射、应用五大系统的科技人员成千上万，历经20余年，付出了极其艰苦的努力。 风云二号A星发射之后，上天运行了3个月左右就开始出现一些故障，只能间歇性工作，每天工作6到8小时之后就要休息。B星发射上去之后，运行了不到8个月，星上有一个部件开始出毛病，卫星转发下来的信号比正常情况下衰减很多，接收起来非常困难。前面两颗星，大家搞了很多年，在气象业务应用上都没有达到预期的效果，最终没有实现业务化。
气象卫星资料在气象工作中的应用 —张华 国家气象风三项目实施以来，我国气象卫星资料得到了广泛的应用，呼市气象台贯彻上级的指示，重视气象卫星资料在数值预报、天气分析、气候与气候变化以及气象服务方面的应用。 一、天气分析中的应用 1、临近预报： 如2010年9月20—21日在呼市上空的一个强对流云团，造成了呼市地区大到暴雨天气（降雨量为26.6—51.2mm）。预报员根据气象卫星云图监测这个云团发生、发展演变的全过程，发布了临近预报，对19日的天气预报做出了较为准确的订正。 2、监视大雾天气： 由于雾经常是晨起晨消，生命史短，常规的观测手段无法准确获取其强度和范围信息。气象卫星具有覆盖范围大、观测频次高、信息源可靠、直接投入成本低的特点。所以是监测雾天的有力工具。例如2009年春节期间呼市市区的大雾天气，根据形势场分析，没有做出准确的预报，之后，呼市气象台对此次过程进行了总结，分析得出在分析形势场的基础上，必须注意卫星资料的应用。 3、监视沙尘暴天气： 沙尘天气也有其形成的必要条件，在做沙尘预报的时候除了一定的形势场、温度场、风场等气象条件外，另一个最重要的条件就是沙
尘源地，而我国北方的沙尘天气大部分都来自于蒙新高地级蒙古国的沙漠，离我市还有一定的距离，要想准确预报我市沙尘天气时间、强度，卫星资料就尤为重要。 二、重大活动服务中的应用 气象卫星资料在重大活动气象服务中也发挥了重要作用。 如2010年7月16日在呼市上空的一个强对流云团，造成了局部中到大雨天气，时值呼市昭君文化节开幕式，呼市气象台根据形势场分析得出今天午后有点阵雨天气。根据气象卫星云图监测，16日中午开始起云，。为保障20点的开幕式顺利举行，呼市气象局与包头气象局两家联合，进行了人工提前降雨，15点多降雨开始，雨点大，降水急，至下午18点多阵雨天气结束，预报员根据气象卫星云图监测这个云团发生、发展演变的全过程。风云三号气象卫星资料对重要天气尽收眼底，为天气预报人员准确及时地做出天气预报做出了贡献。 三、展望 气象卫星资料已经在应对突发公共事件中发挥出了较大作用，未来气象防灾减灾则对中国气象事业提出了更高的需求，也为气象卫星的发展带来了前所未有的机遇。呼市气象台将进一步提高气象卫星观测数据和产品的应用工作，使气象卫星资料作为在应对突发公共事件中可以依靠的更有效资料。我们将不遗余力地推进气象卫星资料在气象工作中各个方面的应用，坚持科学发展，在构建和谐社会中发挥更大作用。
卫星气象数据接收系统数据产品一览表 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022
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卫星气象数据接收系统数据产品一览表 卫星气象数据单收站系统接收的原始数据文件主要由报文组成。安装了MICAPS 系统（气象信息综合分析处理系统）的主机会定时从数据接收机上获取这些原始的报文数据，经过数据解码、数据格式转换，形成一系列可读的、MICAPS 系统定义的数据格式文件（共计十九类数据格式），被存放在/micaps/目录下。下面列示的是目前能接收到的数据产品的内容以及MICAPS 系统定义的十九类数据格式的说明。 一、地面常规气象观测数据产品 地面常规气象数据存放在：/micaps/surface/目录下 时次：02、05、08、11、14、17、20、23 点（北京时） 范围：国内地面报、国外地面报、船舶报 文件名：（YY 为年、MM为月、DD 为日、HH 为时次、ttt 为时效） 以下子目录存放的要素为： /plot 地面全要素填图观测数据（用于地面填图的观测数据-diamond 1） /p0-p 海平面气压（台站数据-diamond 3） /p0 海平面气压（格点数据-diamond 4） /p3-p 地面3 小时变压（台站数据-diamond 3） /p3 地面3 小时变压（格点数据-diamond 4） /vv-p 地面全风速（台站数据-diamond 3）
/t0-p 地面气温（台站数据-diamond 3） /td-p 地面露点（台站数据-diamond 3） /r6-p 6 小时降水量（台站数据-diamond 3） /r24-5-p 05 点的24 小时降水（台站数据-diamond 3）/r24-8-p 08 点的24 小时降水（台站数据-diamond 3）/p24-p 08 点地面24 小时变压（台站数据-diamond 3）/t24-p 08 点地面24 小时变温（台站数据-diamond 3）/tmax-p 02 点地面最高温度（台站数据-diamond 3） /tmin-p 14 点地面最低温度（台站数据-diamond 3） /tg-p 08 点地表最低温度（台站数据-diamond 3） /special 特殊天气（台站数据-diamond 3） /r12-p 12 小时降水（台站数据-diamond 3） /r1-p 1 小时降水（台站数据-diamond 3） /r3-p 3 小时降水（台站数据-diamond 3） /uv 地面流场（格点矢量数据-diamond 11） （以下目录暂缺数据） /vv 地面全风速（格点数据-diamond 4） /t0 地面气温（格点数据-diamond 4） /td 地面露点（格点数据-diamond 4） /r6 6 小时降水量（格点数据-diamond 4） /r24-5 05 点的24 小时降水（格点数据-diamond 4）/r24-8 08 点24 小时降水（格点数据-diamond 4）
卫星气象数据接收系统数 据产品一览表 Lele was written in 2021
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卫星气象数据接收系统数据产品一览表 卫星气象数据单收站系统接收的原始数据文件主要由报文组成。安装了MICAPS 系统（气象信息综合分析处理系统）的主机会定时从数据接收机上获取这些原始的报文数据，经过数据解码、数据格式转换，形成一系列可读的、MICAPS 系统定义的数据格式文件（共计十九类数据格式），被存放在/micaps/目录下。下面列示的是目前能接收到的数据产品的内容以及MICAPS 系统定义的十九类数据格式的说明。 一、地面常规气象观测数据产品 地面常规气象数据存放在：/micaps/surface/目录下 时次：02、05、08、11、14、17、20、23 点（北京时） 范围：国内地面报、国外地面报、船舶报 文件名：（YY 为年、MM为月、DD 为日、HH 为时次、ttt 为时效） 以下子目录存放的要素为： /plot 地面全要素填图观测数据（用于地面填图的观测数据-diamond 1） /p0-p 海平面气压（台站数据-diamond 3） /p0 海平面气压（格点数据-diamond 4） /p3-p 地面3 小时变压（台站数据-diamond 3） /p3 地面3 小时变压（格点数据-diamond 4） /vv-p 地面全风速（台站数据-diamond 3）
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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。
气象卫星的资料 气象卫星实质上是一个高悬在太空的自动化高级气象站，是空间、遥感、计算机、通信和控制等高技术相结合的产物。 气象卫星主要观测内容包括： ①卫星云图的拍摄。 ②云顶温度、云顶状况、云量和云内凝结物相位的观测。 ③陆地表面状况的观测，如冰雪和风沙，以及海洋表面状况的观测，如海洋表面温度、海冰和洋流等。 ④大气中水汽总量、湿度分布、降水区和降水量的分布。 ⑤大气中臭氧的含量及其分布。 ⑥太阳的入射辐射、地气体系对太阳辐射的总反射率以及地气体系向太空的红外辐射。 ⑦空间环境状况的监测，如太阳发射的质子、α粒子和电子的通量密度。这些观测内容有助于我们监测天气系统的移动和演变；为研究气候变迁提供了大量的基础资料；为空间飞行提供了大量的环境监测结果。 气象卫星的轨道大致有两种，一种是太阳同步轨道，一种是地球静止轨道。按照前一种轨道运行，卫星每天对地球表面巡视两遍，其优点是可以获得全球气象资料，缺点是对某一地区每天只能观测两次。若运行于地球静止轨道，则可以对地球近1/5的地区连续进行气象观测，实时将资料送回地面，用四颗卫星均匀地布置在赤道上空，就能对全球中、低纬度地区气象状况进行连续监测；它的缺点是对纬度大于55度地区的气象观测能力差。这两种卫星如果同时在天上工作，就可以优势互补。 世界上第一颗气象卫星是美国发射的“泰罗斯”卫星，它为美国提供了大量气
象资料。中国1988年9月7日发射了第一颗气象卫星—“风云一号”太阳同步轨道气象卫星。卫星云图的清晰度可与美国“诺阿”卫星云图媲美，但由于星上元器件发生故障，它只工作了39天。后成功发射了四颗极轨气象卫星（风云号）和三颗静止气象卫星（风云二号），经历了从极轨卫星到静止卫星，从试验卫星到业务卫星的发展过程。同时还建立了以接收风云卫星为主、兼收国外环境卫星的卫星地面接收和应用系统，在气象减灾防灾、国民经济和国防建设中发挥了显著作用。 目前，我国的极轨气象卫星和静止气象卫星已经进入业务化，在轨运行的卫星分别是风云一号D星（2002年发射）和风云二号C星（2004年发射）。我国是世界上少数几个同时拥有极轨和静止气象卫星的国家之一，是世界气象组织对地观测卫星业务监测网的重要成员。风云二号卫星作用是获取白天可见光云图、昼夜红外云图和水气分布图，进行天气图传真广播，供国内外气象资料利用站接收利用，收集气象、水文和海洋等数据收集平台的气象监测数据，监测太阳活动和卫星所处轨道的空间环境，为卫星工程和空间环境科学研究提供监测数据。中国位于全球气候脆弱带，旱涝、高温、冷寒等气候灾害频繁发生。风云二号静止气象卫星资料越来越成为天气分析，预报服务中必不可少的重要监测手段。对灾害性天气的监测，特别是对台风、暴雨、洪水、沙尘暴等重大自然灾害的监测，静止气象卫星发挥了重要作用。
风云二号气象卫星简要介绍 一、概述 风云二号气象卫星是我国自行研制的第一代地球静止轨道气象卫星。风云二号卫星由两颗试验卫星和三颗业务卫星组成。并获得国际电联认可的三个空间网络位置，即86．5。E、105。E和123．5。E。 风云二号卫星系统从整体上讲，与国际上目前正在使用的静止气象卫星技术水平相当。尽管在一些基础性和关键技术上，仍然有一定的差距，但是在某些方面也比其他国家做的好。风云二号在较短的时间内达到了国际在轨卫星同等的水平，这为我国在气象领域赢得了尊重。 二、技术特色 风云二号气象卫星的控制管理和业务运营系统庞大而复杂。由国家卫星气象中心的数据与指令接收站(CDAS)、系统运行控制中心(SOCC)、资料处理中心(DPC)、应用服务中心(ASC)、计算机网络和存档系统(CNAS)以及用户利用站系统(USS)六 部分组成。○1 风云二号气象卫星具有下列技术特色： 1、静止轨道观测技术 静止轨道距离地球有35800公里，风云二号气象卫星载有5个通道的观测仪器，可以同时获取5张图。 2、稳定的业务运行 气象卫星要求观测是连续的，卫星一旦停止工作，就会给天气预报、灾害监测造成严重影响。风云二号气象卫星的星地系统实现了一年365天、每天24小时连续运行。 3、多通道工作 风云二号气象卫星载有三通道（可见光、红外和水气光谱特性通道）扫描辐射计。利用风云二号卫星可见光通道，可以得到白天云和地表反射的太阳辐射信息；利用红外通道，可以得到昼夜云和地表发射的红外辐射信息；利用水气通道，可以得到对流层中上部大气中水气分布的信息。 4、双星观测策略 两颗定点于不同轨道位置的卫星同时进行业务观测获得的数据，确定双星观测重叠的区域，在精确定位的基础上，将重叠区域中各像元对应的双星观测数据以及生成的图像和定量产品叠加在一起，提高图像和定量产品的时间分辨率。○2 三、主要用途 风云二号气象卫星具有下列主要用途： 1、获取白天可见光云图、昼夜红外云图和水气分布图，进行天气图传真广播，收集气象、水文和海洋等数据收集平台的气象监测数据，供国内外气象资料利用站接收利用。
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1.实习目的 1)云图数据读入并绘图 2)设计云图增强层次。自定义色标；RGB配特定颜色 3)对云图进行多种增强处理，并对比增强前后的差异 2.实习方案 1）准备工作。 把文件夹satellite-practise中的如下文件拷贝到“Matlab\work\”目录。 以上文件说明如下： satellite_data.mat % 卫星数据以matlab mat格式存放数组形式colormap_user_define.m % 用户自定义的色标子程序 practise .m %本次实习要使用的主程序 bt.txt %卫星数据中的亮度温度数据 longitude.txt %卫星数据中与bt.txt所对应的经纬度位置数据latitude.txt %卫星数据中与bt.txt所对应的经纬度位置数据2）启动matlab 和实习主程序。 点击“打开”则看到主程序。程序解读: 见程序注释。 3）读入卫星数据并绘图。 读入卫星数据可以使用以下两种方法之一来实现。 （1）方法一: 使用fopen和fscanf等函数读入“.txt”文件中的数据。 （2）方法二：使用load语句读入“.MA T”文件中的数据。 4）增强处理与效果比较 程序中可修改的程序段: （1）用自动色标时的语句为 set(gca,'CLim',[200 300]); %色标的范围 可以改变[200 300], 但为了对比, 程序中前后三段要一致。 （2）自定义色标时的语句为: levels=200:10:300; % every 10 K one color; 可调整其中的数字“10”。“10”表示在亮温度[200 300]区间内每10 K改变一种颜色。 （3）用RGB配色时: 把图像像素值除以像素值最大值255得到归一化图像，故各种颜色只能在0-1内变化。RGB配色规则举例如下：
极轨气象卫星及其AVHRR介绍极轨气象卫星是围绕太阳同步轨道运行的卫星，其携带的可见光、红外遥感仪器可以在较低的轨道上以较高的地面分辨率对全球进行监测。目前在轨运行的业务极轨气象卫星主要有美国的NOAA系列（NOAA12、NOAA14、NOAA16和NOAA17）和中国的“风云一号”（FY-1）系列（FY1C和FY1D）。 “风云一号”（FY-1）系列极轨气象卫星是由中国自行设计研制的，此系列卫星目前为止共发射了4颗，即FY-1A、FY-1B、FY-1C、FY-1D，其中FY-1A(1998年9月发射)，FY-1B （1990年9月发射）与NOAA卫星兼容，均属于实验性质卫星，现都已经退出业务运行。FY-1C（1999年5月发射）及其接替卫星FY-1D（2002年3月发射）是改进型的极轨气象卫星，它的多通道可见光红外扫描辐射计是MVISR，其通道数为10个，包括4个可见光通道，1个短红外，2个近红外通道，1个中波红外通道和2个长波红外，它的高分辨率图像传输仪称为CHRPT。 NOAA系列卫星是美国第三代太阳同步轨道气象环境监测业务卫星，即TIROS-N和NOAA-A～J。第一颗卫星TIROS-N于1978年10月13日发射并投入业务运行。自1978年至今，NOAA-A～J卫星相继发射，卫星发射前命名为NOAA-A、B、C、……，入轨运行后改为数字标号，例如：1984年12月12日发射的NOAA-F投入业务运行后更名为NOAA-9，1993年8月9日发射的NOAA-I，转入业务运行后将更名为NOAA-13。NOAA系列卫星分为两种类型：5颗TIROS-N型的，即TIROS-N和NOAA-A～D，6颗改进TIROS-N型（ATN），即NOAA-E～J。卫星携带了两部对气象业务预报非常有用的仪器：一部是甚高分辨率辐射仪（AVHRR），用以获得图像资料；另一部是泰罗斯垂直业务探测器（TOVS），用以得到温度垂直探测资料。AVHRR辐射仪有5个波段的辐射，即5个通道，星下点地面分辨率约为1公里。具有这种分辨率的大量数据资料由高分辨率图像传输设备（HRPT）实时传送。此外星上还携带有资料收集系统（DCS）和空间环境监测仪（SEM）。改进的TIROS-N型卫星，逐步加强了仪器的功能，NOAA-8卫星增加了探索搜救系统（SARSAT），NOAA-9和NOAA-10增加了地球辐射收支实验器（ERBE），NOAA-9卫星还增加了太阳紫外后向散射辐射计（SBUV）。NOAA系列后期的卫星星载改进的甚高分辨率扫描辐射仪（AVHRR）是具有5个观测通道，对可见光、近红外和红外光谱“窗区”波段敏感的扫描仪。NOAA系列前几颗卫星使用4个通道的扫描辐射仪，第五通道重复第四通道的信息。在后续的卫星上，增加了第五通道。NOAA-11以前一般是双序号卫星携带四通道扫描辐射仪，单序号卫星携
NOAA系列极轨气象卫星 数据格式
目录 1卫星介绍 (1) 2有效载荷介绍 (2) 3NOAA 1B数据格式 (4) 3.1 压缩形式的1B格式 (4) 3.2 NOAA_K/L/M/N(15,16,17..)卫星1B数据格式 (7) 3.3 NOAA-16/17A TOVS L EVEL 1数据文件格式 (13)
1卫星介绍 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，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800-850.0公里之间，倾角为98.6-99.1度之间，偏心率小于10E-4。周期101-102分。24小时内卫星绕地球运行14圈左右。回归周期9天左右，所不同的第五代卫星在AVHRR探测器安装改进的甚高分辨率辐射计3型（AVHRR/3），增加CH3A（同CH3B进行时间切换），同时TOVS变为ATOVS，增加微波探测器等先进仪器，并且预处理生成的1B文件由压缩形式改变成二进制长字节文件。现将卫星某些轨道参数介绍如下： NOAA-11卫星： 发射日期1988年9月24日，正式运行日期1988年11月8日 轨道高度：841公里轨道倾角：98.9度轨道周期：101.8分 NOAA-12卫星： 发射日期1991年5月14日，正式运行日期1991年9月17日 轨道高度：804公里轨道倾角：98.6度轨道周期：101.1分 NOAA-14卫星： 发射日期1994年12月30日，正式运行日期1985年4月10日 轨道高度：845公里轨道倾角：99.1度轨道周期：101.9分 NOAA-15卫星： 发射日期1998年5月13日，正式运行日期1998年12月15日 轨道高度：808公里轨道倾角：98.6度轨道周期：101.2分 NOAA-16卫星： 发射日期2000年9月12日，正式运行日期2001年3月20日 轨道高度：850公里轨道倾角：98.9度轨道周期：102.1分 NOAA-17卫星：
管理程序 中国民用航空局空管行业管理办公室 编号：AP-117-TM-2016-01 下发日期：2016年4月18日 民用航空静止气象卫星资料接收 处理系统技术规范
目录 第一章总则 (2) 第二章功能 (2) 第一节一般规定 (2) 第二节显示功能 (3) 第三节产品 (4) 第四节其他功能 (5) 第三章性能 (6) 第一节总体要求 (6) 第二节硬件性能 (7) 第四章环境适应性 (9) 第五章附则 (10)
第一章总则 第一条为了规范民用航空静止气象卫星资料接收处理系统（以下简称“系统”）的功能、性能和环境适应性，特制定本规范。 第二条民用航空静止气象卫星资料接收处理系统由天线、高频分机（含馈源、放大器、变频器）、接收机及接收处理软件构成。 第二章功能 第一节一般规定 第三条系统应当具有每15分钟、30分钟和60分钟自动接收静止气象卫星云图资料的功能，在接收的同时具有任意单通道和多通道的合成快视功能。 第四条系统应当具有自动处理数据、显示、监视、故障报警、多任务操作、生成及存储运行日志和常规业务报表等功能。 第五条系统应当具有自动生成并显示包括红外、可见光、水汽等云图的功能。 第六条系统应当具有生成并存储各种常用格式的图像文件的功能，包括JPG、BMP、GIF、PNG等。
第七条系统应当具有生成不低于1280×1024×8Bit红外1、红外2、水汽和红外4图像文件的功能。 第八条系统应当具有生成不低于1280×1024×6Bit可见光普通图像文件和全分辨率图像文件的功能。 第九条系统应当具有夜间自动停止接收可见光图像的功能。 第十条系统应当具有历史云图的自动维护（滚动管理）功能。 第十一条系统应当具有生成三维立体云图图像文件的功能。 第十二条系统应当具有提取红外和水汽图像上任意位置点的云顶温度值的功能。 第十三条系统应当具有提取可见光图像上任意位置点云的反照率的功能。 第二节显示功能 第十四条系统应当具有中文界面支持的参数配置、数据显示功能。 第十五条系统应当具有红外1、红外2、水汽、红外4、和可见光云图动画显示的功能。动画显示应具有暂停、前进、后退、重启动功能。
资料同化研究进展： 1 Overview 2 Approaches to assimilation Infrared radiances (15.5–3.7 μm)： ()cld L f 云量，云顶高度 1、单一层假设 2、简化的云参数，来自观测的估计，而在实际大气中，它们是不均匀和非线性的。 3、按线性组合来解释云辐射 NWP centre Model Global Regional In the study Infrared Microwave ECMWF IFS HIRS/AIRS/I ASI (4D-Var) SSMI(S)/AMSR-E/TMI (4D-Var) “all-sky system ”AMSU-A ch 3、4 ground-based radar precipitation in the global 4D-Var system JMA GSM MSM AMSR-E/TMI (4D-Var in MSM) Ground-based radar precipitation in MSM (4D-Var (2002) MF (France) ARPEGE AROME AIRS/IASI Ground radar network (1D+3D-Var) (April 2010) UKMO UK NAE AIRS/IASI (1D-Var/4D-V ar) AMSU-A ch 1 、2 (4D-Var) （‘Total ’ RH ） Radar rain rate(LHN) SEVIRI(1D+4D-Var) radar rain data in NAE 4D-Var NCEP GFS NAM WRF TMI-retrieved surface rainrate/ AMSU-A radiance data affected by clouds over ocean in GDAS （Normalized RH and cloud water mixing ratio ）
气象卫星1 一填空题 1、卫星气象学是指如何利用气象卫星探测各种(气象要素)，并将其探测到的资料如何应用于(大气科学)研究的一门学科。 2、静止气象卫星则对（灾害性天气）系统，包括对（台风）、暴雨和植被生态动态突变的实时连续观测具有突出的能力。 3、气象卫星遥感探测的特点：(固定)轨道上对地球大气进行观测；实现(全球和大范围)观测；在空间(自上而下)观测；气象卫星采用(遥感)探测方式；有利于新技术的发展和推广应用. 4、地球上的能源主要来源于太阳，太阳是（被动）遥感最主要的辐射源。 5、积雨云在可见光图像上是(白) 色调，在红外云图上是(白) 色调；卷云在可见光云图上是(灰) 色调，在红外云图上是(白) 色调。 6、对于一个成熟的逗点云系，常表现为大尺度的逗点云系，由以层状云为主的（斜压叶状云系）、对流性中低云为主的（涡度逗点云系）和以卷云为主的（变形云带）构成。 7、对一个成熟的锢囚锋气旋来说，锢囚锋要定在云带（后边界）附近；静止锋定在云带的（前边界）附近；冷锋定在云带的（中间）部分。 8、冷锋云带是（气旋性）弯曲，向南（凸）出；高空急流云带是（反气旋性）弯曲，向（北）拱。 9、目前利用卫星资料估计降水主要分为两类：(云指数法) 和(生命史法) 。 10、卫星云图上，飑线形成和发展的四种类型是：(断线发展型)、（向后拓展型)、（碎块合并型)和(嵌入块发展型)。 11、卫星云图上中尺度天气系统的云系有：(飑线)云系，中尺度高压雷暴云团，(局地热力)对流云系等. 12、热带云团云团在垂直方向上分成三层: 流入层、（垂直运动）层、流出层。其中流入层:从地面到（1500m）的边界层。 13、东风波云型包括（倒V）云型和（涡旋状）云型。 14、暴雨云团一般出现于（风垂直切变较小）的情况下，其型式可以为圆形、多边形、涡旋状和不规则形状。 15、热带气旋的云型变化通常（超前于）热带气旋的气压变化。 二、单选 1、暗影只可能出现在(B) A.红外云图 B.可见光云图 C.水汽云图 2、水汽的强吸收带中心为(B) A.0.57um B.0.67um C.0.77um D.0.64um 3、当人造卫星离地心的距离约等于（C）时，它绕地球一周的时间与地球自转一周所需时间相同。 A 16000公里 B 45860公里 C 35860公里 D 800公里 4、第三宇宙速度是（A） A 16.9千米/秒 b 7.912千米／秒 c 11 .2千米/秒 D 3.07千米／秒 5、红外云图的色调取决于物体_(B)_。 A．对太阳光的反照率的大小 B.表面温度的高低 C.水汽含量 6、浮尘和风沙在图像上表现为(C) A.红外图像上的浅白色区； B.红外图像上的深黑色区； C.可见光图像上的浅灰色区； 7、可见光图像测量的是：(C) A. 地球辐射（包括大气辐射） B.吸收太阳辐射 C.反射太阳光 8、在中纬度地区的卫星云图上，（A）云系的出现可能预示着气旋生成的早期阶段。 A. 叶状 B.逗点状 C.螺涡旋状 9、台风强度主要决定于（D）。 A、眼区大小 B、螺旋云带的长度 C、范围的大小 D、中心密实云区的大小及云顶亮温 10、卫星遥感资料的处理包括哪些主要工作?（C）。 A 将卫星观测处理成各种图像和数据产品 B 观测资料的太阳高度角度几何定位 C 将卫星发来的电信号还原成原始辐射值，再处理成各种参数 D 卫星观测资料的地球经纬度定位 11、水汽图像主要反映了（B）的大气的水汽分布。 A. 600-850hpa B.300-600hpa C. 100-300hpa