如何识别卫星云图

卫星云图的识别 和图像的物理意义
卫星云图的基本特征
一、可见光云图的特征 二、红外云图的特征 三、可见光云图与红外云图的比较 四、水汽图特征
气象卫星图象识别和分析的基础
弄清遥感仪器的观测通道、特征及用途 以2004年10月19日发射成功的FY-2C 为例
通道 CH1 CH2 CH3 CH4 CH5
可见光云图上的色调
反照率最大 （最白）
积雨云 （Cb）
反照率较大 （白）
反照率大 （灰白）
多层云 高山积雪 厚卷云
薄中高云
反照率小 （灰色）
沙漠 晴天积云 陆地单独 出现卷云
反照率较小 （较黑）
草地 森林
反照率最 小
（最黑）
海洋
注：在电视上看到的海洋是蓝色、陆地是绿色，是伪彩色。根据相 同的反照率加一种颜色。
而反射太阳辐射取决于入射到目 标物的太阳辐射及目标物的反照率两 个因素。
反照率对可见光云图上色调的影响： 在一定的太阳高度角下，物体反
照率越大，它的色调就越白；反照率 越小，色调越暗。
太阳高度角对可见光云图上色调的影响： 在可见光云图上，目标物的色调还
与太阳高度角有关，太阳高度角高，光 照条件好，图片色调越亮。
例如：气旋、台风、是涡旋结构 锋面、急流、赤道辐合带等为带状云系。
水汽图
以6.7微米为中心的吸收带是水汽强吸 收带，在这一带内，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。达到卫星 的辐射愈少，由这一吸收带得出的图象 称为水汽图。
通常在水汽图上色调愈白，表示水 汽愈多，色调愈黑，水汽越少。
卫星
Skyscraper
Tree

一、云图类型1.红外云图卫星在10.5～12.5微米测量地表和云面发射的红外辐射，将这种辐射以图象表示就是红外云图。

在红外云图上物体的色调决定其自身的温度，物体温度越高，发射的辐射越大，色调越暗，红外云图是一张温度分布图。

由于大气有吸收及物体发射率不完全为1，卫星接收到的红外辐射要比实际表面温度发射的黑体辐射要小，故严格地说，红外云图是一张亮度温度分布图。

地面的温度一般较高，呈现较暗的色调；由于大气的温度随高度是递减的，故云顶高而厚的云，其温度低呈白的色调。

低云的云顶温度较高，与地面相近，故在红外云图上不容易识别。

由于各类云的云顶温度的差异较大，在红外云图上可以识别各种高度的云。

此外，地表的温度随季节、纬度、海陆分布及其本身的热惯量而不同，所以在红外云图上的色调亦不同。

在电视显示的红外云图上，地表以绿色表示，以与云相区分开。

2.水汽云图卫星选用6～7μm水汽吸收谱段接收大气中水汽发射的辐射，并以图象表示便得到水汽图。

在这一波段，水汽一面接收来自下面的辐射，又以自身较低的温度发射红外辐射。

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卫星，则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。

3.可见光可见光是波长从0.35～0.80μm很狭窄的波段。

卫星在可见光谱段测量来自地面云面反射的太阳辐射，将卫星接收的这种辐射转换为图象称为可见光云图。

卫星在可见光谱段选用的波长间隔有：0.52～0.75μm和0.58～0.68μm。

卫星在可见光波段接收辐射与物体的反照率和太阳的天顶角有关，若太阳天顶角越小，物体的反照率越大，则卫星接收到的辐射越大，反之则越小。

在可见光云图上，辐射越大，色调越白；辐射越小，色调越暗。

通常云层越厚，反照率越大，色调也越白，而水面，象湖泊、海洋的反照率很小，表现为黑色，陆地反照率比海洋略大，表现为灰色，而潮湿或森林覆盖的地区表现为灰暗的色调。

3 .边界形状
在卫星云图上，各类物象都有自已的边界形状,所以根据不同的边界可以判别各类物象。各种云的边界形状有直线的、圆形的、扇形的,有呈气旋性弯曲的、也有呈反气旋性弯曲的，有的云（如层云和雾)的边界十分整齐光滑，有的云(积云和浓积云）的边界则很不整齐。
云的边界还是判断天气系统的重要依据,如急流云系的左界整齐光滑，冷锋云带呈气旋性弯曲等。 ﻫ ４ 色调 ﻫ 色调有时也称亮度或灰度,它是指卫星云图上物象的明暗程度。不同通道图象上的色调代表的意义也不同。如可见光云图上的色调与物象的反照率、太阳高度角有关。对云而言,其色调与它的厚度、成份(水滴或冰粒子性质)和表面的光滑程度有关。云的厚度越厚,反照率越大,色调越白,大而厚的积雨云的色调最白,因此由云的色调可以推算云的厚度。在相同的照明和云厚条件下，水滴云要比冰云白。对水面的色调取决于水面的光滑程度、含盐量、混浊度和水层的深浅,一般地说，光滑的水面(风很小)表现为黑色；水层越浅,水越混浊,则其色调越浅。ﻫ在红外云图上， 物象的色调决定于其本身的温度，温度越高色调越黑。由于云顶温度随大气高度增加而降低,云顶越高,其温度越低，色调就越白；因此根据物象的温度能判别云属于那一种类型和地表。积雨云和卷云的色调最白，夏季白天沙漠地区,温度高，色调很黑。
2）暗影的宽度与太阳高度角有关,太阳高度角越低，迎太阳一侧云的色调越明亮,背太阳光一侧出现暗影。所以冬季中高纬度地区或早晨的卫星云图上，一些较高云的暗影较明显。而太阳高度角较高时,如低纬度地区或中午前后期间，即使是卷云或积雨云也难以从云图上见到卷云。
3）在上午的卫星云图上，暗影出现于云的西边界一侧;如若是下午的云图上，则暗影出现于云区的东边界一侧。
4）暗影只能出现于色调较浅的下表面上,如低云、积雪或太阳耀斑区内容易见到暗影。

台风南侧与南海中东部季 风云涌相连，南侧云系发 展旺盛。
北方锋面云系距台风中心 最近距离有9个纬距，台风 移向已受到锋面云系影响， 未来将逐渐向北转向。
专业人士应如何深入理解卫星云图？
ATMB
• 卫星云图是什么？它如何反应大气的状况 （运动，热力，不稳定）？
• 专业知识如何能跟卫星云图结合？
• 需要什么方法和工具来帮助使用卫星云图？
ATMB
不同方式观测的云: 地面 (左上); 飞机 (右上); 空间站 (左下); 静止卫星 (右下)
ATMB
100
50
0 1st 3rd Qtr Qtr
East West North
ATMB
GOES East is at
75 W above the equator. Florida is at around 85 W and
红外波段，波长1 mm－0.7μm，进一步可分为亚毫米波、远 红外、热红外和近红外分子的转动和振动是红外电磁波与物质 相互作用的主要机制。主要用于成像仪、分光计和辐射仪等
可见光波段，波长0.7μm －0.4μm。电子能级跃迁是主要机制 紫外光谱区，波长0.4μm －300A
X射线（300A －0.3A），γ射线（ λ＜0.3A）
ATMB
气象卫星的种类
ATMB
极轨卫星（绕极地，~850 km，被动） 空间分辨率高：~1 km， 时间分辨率低：12 hr 空间覆盖面积小 不适合监测对流天气和短时预报
气象卫星云图图像识别 及分析应用
提纲
ATMB
1、前言 2、卫星云图的基本知识 3、气象卫星云图的判识依据 4、主要天气系统的云型特征 5、卫星云图在强对流 台风 暴雨等天气系
统分析中的应用