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气象卫星的作用

1430642319 2020-08-18 26 浏览 0 评论

气象卫星(meteorological satellite):从太空对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星。卫星气象观测系统的空间部分。卫星所载各种气象遥感器,接收和测量地球及其大气层的可见光、红外和微波辐射,以及卫星导航系统反射的电磁波。并将其转换成电信号传送给地面站。地面站将卫星传来的电信号复原,绘制成各种云层、风速风向。地表和海面图片,再经进一步处理和计算,得出各种气象资料。

气象卫星观测范围广,观测次数多,观测时效快,观测数据质量高,不受自然条件和地域条件限制,它所提供的气象信息已广泛应用于日常气象业务、环境监测、防灾减灾、大气科学、海洋学和水文学的研究。气象卫星也是世界上应用最广的卫星之一。

卫星分类

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。

由于轨道的不同,可分为两大类,即:太阳同步极地轨道气象卫星和地球同步气象卫星。前者由于卫星是逆地球自转方向与太阳同步,称太阳同步轨道气象卫星;后者是与地球保持同步运行,相对地球是不动的,称作静止轨道气象卫星,又称地球同步轨道气象卫星。

①极轨气象卫星。飞行高度约为600~1500千米,卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的交角,这样的卫星每天在固定时间内经过同一地区2次,因而每隔12小时就可获得一份全球的气象资料。

②同步气象卫星。运行高度约35800千米,其轨道平面与地球的赤道平面相重合。从地球上看,卫星静止在赤道某个经度的上空。一颗同步卫星的观测范围为100个经度跨距,从南纬50°到北纬50°,100个纬度跨距,因而5颗这样的卫星就可形成覆盖全球中、低纬度地区的观测网。

按是否用于军事目的分为军用气象卫星和民用气象卫星。

在气象预测过程中非常重要的卫星云图的拍摄也有两种形式:一种是借助于地球上物体对太阳光的反向程度而拍摄的可见光云图,只限于白天工作;另一种是借助地球表面物体温度和大气层温度辐射的程度,形成红外云图,可以全天候工作。

气象卫星特点

1轨道(低和高轨两种)。

2短周期重复观测。

3成像面积大,有利于获得宏观同步信息,减少数据处理容量。

4资料来源连续实时性强、成本低。

轨道:气象卫星采用太阳同步轨道或地球静止卫星轨道。为了保证云图的质量,气象卫星的太阳同步轨道呈圆形,偏心率要求小于千分之一,倾角大于90°,高度一般在800~1500公里,以便飞经地球各地区时获取的图像具有相同的光照条件。地球静止轨道气象卫星对位置保持的精度要求不高,东西向为0.5°左右,南北向为1°左右,偏心率小于千分之一。

姿态控制:为了保证云图的图片质量,气象卫星必须具有很高的姿态稳定性。太阳同步轨道气象卫星要求姿态的变化率小于千分之几度每秒,地球静止轨道气象卫星要求姿态的变化率小于0.0002度/秒和小于0.002度每半小时。气象卫星对姿态的控制精度,要求一般为0.5°~1°。

数据传输:气象卫星的数据传输有4种:气象遥感仪器获得的原始数据向地面数据处理中心站传输,常用频段为1700兆赫,数据传输速率较高,最高可达28兆比特/秒;气象遥感仪器获得的数据经卫星上初步处理后,实时向地面发送云图等气象资料,常用频段为137兆赫和1700兆赫,数据传输速率较低;气象遥感仪器获得的数据经传到地面作各种数据处理后,再通过气象卫星向各地广播云图等气象资料,常用频段为1700兆赫;收集地面气象站、海洋自动浮标和设置在无人值守地区的自动气象站所获得的温度、压力、湿度等环境资料,常用频段为401和468兆赫。

观测内容

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。

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