气象卫星及其在海洋气象学中的应用

自六十年代以来,随着空间研究与遥感技术的迅速发展,气象卫星发展比较迅速。1960年4月1日,美国曾发射了第一颗气象卫星,命名为《泰罗斯》系列,1966年和1972年又先后发射了《艾萨》卫星系列和《诺阿》卫星系列。1978年10月13日美国发射了第三代极轨气象卫星泰罗斯-N系列八颗卫星中的第一颗,它代表了气象卫星技术中的最新水平。几乎与美国研究气象卫星的同时,苏联于1966年开始     

气象卫星及其产品在天气气候分析和环境灾害监测中的应用概述

随着气象卫星技术的发展,卫星观测能力不断提升,全球气象卫星观测体系逐步形成。美国、欧洲和中国都建立了极轨和静止气象卫星观测系统,日本、韩国等国家也拥有各自的气象卫星。与卫星发展初期相比,现在的气象卫星在空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率以及波段覆盖范围等方面都有了极大的提高。与之相伴,气象卫星遥感资料应用也取得了长足的进步。卫星应用领域不断拓展,新的资料处理方法不断涌现,数据使用也完成了从定性向定量的跨越。本文将在总结目前气象卫星遥感载荷观测能力的基础上,着重介绍卫星资料在天气分析、环境灾害监测以及气候变化研究方面的应用。     

欧洲遥感卫星

欧洲空间局经过长达10年之久研制成功的第一颗欧洲遥感卫星(简称ERS-1)已于1991年7月发射。这是一颗为海洋资源开发和海洋科研提供实时数据,进行全球环境监测,同时兼顾陆地资源探测的多功能卫星。星上装载有主动式微波仪、雷达高度计、沿轨迹扫描辐射计及微波探测仪、精密测距测速仪和激光回复反射器等遥感仪器,其中微波仪器能全天时全天候地工作,具有90年代国际先进水平。 ERS-1的设计寿命为3年,到1994年左右,将发射ERS-2,取代ERS-1,这两颗卫星可提供现在的气象卫星和陆地资源卫星无法提供的有关     

风云气象卫星"一带一路"热带气旋监测能力与最新进展

面向风云卫星服务"一带一路"倡议,我国风云气象卫星在轨运行的静止和极轨两个系列6颗卫星,已经联合组成了服务"一带一路"星座布局,建立了风云卫星应急减灾数据服务机制。本文对利用FY-2H、FY-4A和FY-3C/D开展的"一带一路"热带气旋监测方法以及最新进展进行了概述,列举了2018年和2019年影响力较大的连续致灾热带气旋、跨海域热带气旋,以及双/三/四个热带气旋共存的典型个例。结果显示在基于风云卫星开展的"一带一路"热带气旋监测业务中,将热带气旋发生演变的原理与气象卫星不同仪器观测原理相结合,在热带气旋生命史不同阶段根据所关注的不同侧重点,分别对应应用风云气象卫星不同观测仪器,对于热带气旋全生命史监测预报有重要意义。     

海洋卫星资料的地理定位及相关几何参数算法研究

卫星原始遥感图像的应用都需要几何校正,即对遥感图像中的每个像元点都必须进行地理经纬度的定位、太阳及扫描仪的高度角和方位角的计算.通常由已知足够数量的地面控制点或近似的插值法来实现.对于广阔的海洋,很难找到地面控制点,因此以卫星的轨道参数和扫描仪的视场角等参数为基础,研究一套较完整的地理定位法和相关的几何参数法,大大地简化了现有几何校正的方法.经过美国海岸带水色扫描仪资料(CZCS)、甚高分辨率辐射计(AVHRR)和我国风云一号气象卫星资料(FY-1B)反演验证和局部区域的实际地面点对比表明,地理定位精度——纬度RMS为0.0001°,经度RMS为0.0005°,太阳的高度角和方位角的RMS为0.0007°,完全可以满足气象和海洋等环境卫星及陆地资源卫星MSS等资料几何精校正的要求,同时可作为TMT和SPOT的粗几何校正.该算法不仅适用于升轨的卫星,而且也适用于降轨的卫星,同时还适用于前、后向倾斜和垂直等三种扫描状态的图像.     

新海洋卫星—“海星”号

计划于1994年夏季发射升空的美国“海星”号卫星,将是世界上第一个私营遥感卫星。由于这颗卫星为遥感海洋水色而设计,所以它将有力地促进空间利用的商业化,使海洋科技界大大获益。这一装置产生的资料,将有助于人们对全球碳循环的认识,为在总体上进一步了解世界大洋提供资料,并在船舶航运、渔业管理和执法、海洋工程以及环境监测中产生新的商业机会。     

欧洲共同体遥感专家克拉克内尔教授来海洋二所作学术报告

应国家科委邀请,欧洲共同体遥感专家、英国Dundee大学的克拉克内尔(Prof.A.P.Cracknell)教授在北京大学讲学以后,于10月9日专程来海洋二所作学术报告。克拉克内尔教授是《国际遥感》杂志的主编,在国际海洋遥感界享有盛名。克拉克内尔教授在报告中介绍了英国海洋遥感的现状和展望;地面卫星接收站的仪器设备;利用气象卫星(NOAA)进行海面水温遥感的原理、方法以及计算机处理资料的具体步骤;海洋遥感在研究海岸变迁及估算表面悬浮沉积物和叶绿素浓度的应用。学术报告效果良好,尤其是克拉克内尔教授在遥感海面     

海洋二所风云极轨卫星地面接收系统简介

卫星遥感是环境调查和环境动态特性监测的先进手段。气象卫星在进行气象业务观测的同时,兼有环境观测的功能。为了应用气象卫星的资料,国家海洋局决定在杭州第二海洋研究所建立卫星地面站,现已完成地面站的筹建工程,接收系统已投入试运行阶段,预处理系统和后处理系统将于1988年第四季度投入试运行。     

红外遥感在大尺度海洋动力学中的应用

一、引言红外遥感技术应用于海洋学研究是从本世纪60年代初气象卫星(后称环境卫星)的发射成功开始的.海面温度场可以在气象卫星拍摄的热红外谱段图像中反映出来.在这些前所未有的大范围同步海面照片上,人们第一次直观地看到了湾流、黑潮、涡旋、罗斯贝波等大尺度海洋现象的综观影像和精细结构.20多年来,红外遥感资料在海洋动力学     

地球辐射收支的卫星观测与世界气候研究

一、ERB卫星观测的历史和现状 地球-大气系统(下简称地气系统)与宇宙空间的辐射能交换是影响地球气候演变和异常的决定因子,所以地球辐射收支(ERB)历来是气象学家十分关注的问题。在人类利用人造地球卫星观测地球环境的最初阶段,就考虑到了利用卫星上的传感器观测地球辐射收支的问题。人类第一颗用于气象观测目的人造卫星——探险者7号(Explorer-7)装载了用于ERB观测的仪器——威斯康星半球型黑白传感辐射计,用于观测直接太阳辐射通量、地球和大气反射的短波太阳辐射及地球和大气的放射长波辐射。在其后的实验气象卫星(TIROS系列卫星)、NOAA第一代极轨业务卫星(ESSA系列卫星),NOAA第二代极轨业务卫星(ITOS/NOAA系列卫星)、NOAA第三代极轨业务卫星(TIROS-N/NOAA系列卫星)、NOAA地球静止气象卫星(GOES系列卫星),以及 NASA(国家宇航局)的试验卫星——NIMBUS(雨云)系列卫星上先后装载了各式各样的专门用于或可用于ERB观测的仪器。     

洋面温度的气象卫星遥感测量方法

本文简要阐述了气象卫星红外遥感测定洋面温度的原理,着重介绍了由卫星测定的辐射,经消除云和水汽的影响后,反演为洋面温度的方法。     

GF-3号SAR卫星遥感围填海监测方法研究——以大连金州湾为例

依据不同围填海类型在高分三号(GF-3)合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)卫星遥感影像上可分性,建立围填海遥感分类体系及相应的围填海类型解译标志,进而分析SAR图像岸线提取方法,构建GF-3围填海监测技术流程。采用几何主动轮廓模型进行GF-3 SAR影像自动提取海岸线,获得围填海专题图。通过外业精度调查验证GF-3 SAR卫星遥感影像可以有效获取围填海信息。     

高分辨卫片风场在区域预报中的作用

一、引言 高分辨数值预报模式的发展,促进了中尺度天气现象模拟的改善。但是,常规网格粗略的空间分辨率仍然不能正确地分辨中尺度天气现象。而高分辨遥感资料可以对中尺度数值模式初值化的改善起到关键作用。气象卫星中心提供的高分辨低层卫星风场资料则被用来研究它们在区域预报中的作用。 二、卫星风场资料和客观分析 图1中的个例分析,使用的卫片风场资料是1985年11月3日00时(世界时)从日本的静止气象卫星可见光和红外自旋扫描辐射仪的可见光图片得到的30分钟平均风矢量。这些资料是由对低空积云的自动跟踪得到的。其空间分辨率为30公里左右。在这些资料中,云顶高度     

FY-3气象卫星降水探测能力分析与展望

降水是全球能量/水循环中的重要过程。本文着重分析 FY-3 气象卫星降水探测能力,展望风云卫星后续规划中降水探测技术的发展前景。分析表明,以 FY-3 降水星为主星,与其他 FY-3 极轨卫星组成的 FY-3 气象卫星降水探测体系,在设计层面上,从载荷类型、数量、通道设置等方面均优于由美国发起并已在轨运行的全球降水测量(Global Precipitation Measurement,GPM)计划核心星的设计性能。FY-3 降水星设计装载 Ka / Ku 双频降水测量雷达,卫星轨道设计覆盖南北纬 50°范围内的中低纬地区,对影响我国区域的台风暴雨等强对流天气系统结构具有三维探测能力。FY-3 气象卫星星座的降水探测能力为气象防灾减灾提供了基础支撑。     

卫星遥感信号微机实时接收与处理系统和它的应用

本文首先介绍 NOAA 极轨气象卫星和 GMS 静止气象卫星的地面接收设备,重点说明微机实时接收处理系统的构成和特点:1)与接收机联结的接口板是双星共用的(GMS 和 NOAA 卫星共用),用不同软件接收不同卫星的信号。2)系统配备了小型,13.3cm(5.25时),全高,高速,10Mbit/s,大容量310M 字节,硬盘。3)信号采集和显示过程是实时的。4)采集的信号分别是 NOAA 星的全 HRPT 数字信号和 GMS 星的展宽数字信号,S-VISSR。5)具备通用图象处理能力。6)系统是业务化的,自1988.9.15.投入准业务运行以来,一运行是可靠的。7)系统应用兼顾定量的数值处理和定性的图象处理两部分,定量部分精度为:地理定位精度小于5km(未经地面校正),海面温度测量小于1℃。然后介绍卫星遥感资料的处理,应用,效益等方面,例如:东,黄海渔场海温速报,为中央电视台提供海冰实况和预报分析录象等,最后叙述对将来发展的设想。     

FY-1C/1D全球海上气溶胶业务反演算法研究

介绍了基于FY-1C/1D气象卫星数据进行全球海洋气溶胶反演的业务算法,主要论述了海上气溶胶反演的单通道算法基本原理.该算法的核心内容是建立气溶胶光学厚度查算表,该查算表基于6S辐射传输模式,在假定气溶胶模式条件下,卫星的表观反射率是卫星观测几何(太阳卫星角)和气溶胶光学厚度函数,最终由卫星观测表观反射率反演出气溶胶光学厚度.业务反演过程中还考虑到数据质量检验、云检测处理和太阳耀斑区去除等.利用该算法对FY-1C卫星自2001年起的部分资料进行反演试验,并在FY-1D卫星发射后投入业务应用,自2002年8月开始能实时得到每天和每月的全球气溶胶光学厚度产品.从两颗卫星两年多连续反演结果分析可以非常清晰地发现全球气溶胶主要排放源地和全球海上气溶胶分布的季节变化,与国外卫星反演结果十分接近.     

陆地卫星TM磁带资料在黄河口海区悬沙分布定量研究中的应用

遥感技术是目前获得河口地区及近海水域泥沙分布与扩散的有效方法,多采用美国Landsat系列的多光谱扫描仪(MSS)和专题制图仪(TM)、NOAA气象卫星、法国SPOT卫星资料和前苏联的联盟号以及我国的国土卫星资料等,即将发射的美国海洋卫星将为本项研究提供新的途径。资料的形式有磁带(CCT)和卫片两种,目前世界上以陆地卫星资料应用最广,这主要是由于它有资料商业化、易于获得、资料系列长、重复周期短、可监测动态変化及影像分辨率适中(MSS像元空间分辨率为80m,TM为30m)等优点。 河口区泥沙受河流径流、潮流、风浪等多种动力因素影响,悬浮泥沙的含量和颗粒组成经常变化,因而河口悬沙的时空分布及其运动规律较为复杂,用常规测量方法难以了解其变化规律,而遥感的多时相、多波段可监视泥沙扩散的动态变化;同时,陆地卫星图象覆盖面积较广(185×185k㎡),不同图幅的拼接、镶嵌技术也已完善,故可监测河口区泥沙扩散的空间变化。因此,遥感技术弥补了常规手段的费时、耗资、资料不同步、周期长、难以反映多变的黄河泥沙的动态变化等不足。本文根据1989年8月黄河口海区表层泥沙实测资料与天气条件大致相同的遥感资料(磁带)进行了相关分析,定量研究黄河泥沙入海后的扩散和分布规律。     

海表面盐度遥感技术的发展与应用

文章回顾了近40 a来海水盐度遥感技术的发展,包括遥感原理、反演算法、影响因素、航空实验、卫星遥感等方面取得的进展。指出,以1.400~1.427 GH z为海水盐度遥感的首选波段,采用L波段(1.4 GH z)和S波段(2.65 GH z)组成的双波段、双极化、较大入射角的天线工作方式有助于提高盐度遥感的精度。影响盐度遥感的三个主要因素是:太空、海面和大气。目前,航空盐度遥感的反演精度已经达到了0.3 psu。     

利用环境一号卫星热红外影像反演渤海海表温度

针对环境卫星热红外遥感影像,结合美国环境预报中心(NCEP)再分析数据,运用覃志豪单窗算法(MW),修订了该算法的主要参数计算公式,建立了反演海洋表面温度的流程.利用2009年10月4日渤海上空的热红外遥感影像进行反演试验,同时对比反演结果和美国中等分辨率成像光谱仪(MODIS)的海表温度产品(MOD28)之间的差异....     

中国FY-1B卫星海洋通道应用于水色遥感的潜力研究

1990年9月3日,中国成功地发射了第2颗“风云1号”气象卫星FY-1B.当时,正好中方科学家在德国研技部GKSS研究中心,参加中德海洋水色遥感合作研究.FY-1B上的海洋通道引起了中德双方科学家的浓厚兴趣,立即从事FY-1B的图像处理,应用于海洋水色遥感潜力研究.通过一系列FY-1B模拟数字条辐图像和在德国实际接收到的图像,评价了FY-1B卫星所安装的高分辨率扫描辐射机(VHRSR)的两个海洋通道(480～530和530～580nm)图像的利用率和辐射分辨率;研究表明,VHRSR的波段配置科学地结合了气象和海洋两者的应用.两海洋通道资料可以有效地应用于海洋沿岸水体的悬浮泥沙浓度和大洋水体的叶绿素a浓度的测量.为了今后中国气象卫星上加海洋通道获得更佳应用效果,本文最后提出了一些新建议.