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1、气象卫星图像气象卫星图像及其在天气预报中的应用及其在天气预报中的应用 江燕如江燕如7/24/20247/24/2024全球大气探测的现状占占全全球球面面积积70%70%以以上上的的广广阔阔的的海海洋洋、高高原原、沙沙漠漠和和两两极极地地区区，常常规规大大气气探探测测严严重重缺缺乏乏; ;（在在我我国国西西部部尤为突出）尤为突出）. .中中、小小尺尺度度天天气气预预报报和和研研究究，在在目目前前常常规规探探测测资资料料较较密密集集的的地地区区，时时空空密密度度严严重重不不足足( (大大网网捕捕小小鱼鱼).).特特种种观观测测资资料料（大大气气化化学学观观测测，如如大大气气臭臭氧氧、二二氧化硫等）
2、严重缺乏氧化硫等）严重缺乏.利利用用卫卫星星空空基基平平台台不不受受地地域域限限制制的的优优势势进进行行全全球球大大气气探探测测，是是最最终终解解决决全全球球环环境境和和气气候候预预报报问问题题的关键的关键. .气象卫星气象卫星和和卫星气象学卫星气象学 在卫星上携带有各种气象观测仪器，测量诸在卫星上携带有各种气象观测仪器，测量诸如大气温度、湿度、风、云和辐射等气象要素以如大气温度、湿度、风、云和辐射等气象要素以及各种天气现象，这种专门用于气象目的的卫星及各种天气现象，这种专门用于气象目的的卫星称为称为气象卫星气象卫星。它的出现极大地促进了大气科学。它的出现极大地促进了大气科学的发展，在探测理论
3、和技术、灾害性天气监测、的发展，在探测理论和技术、灾害性天气监测、天气分析预报等方面发挥了重要作用。从而促进天气分析预报等方面发挥了重要作用。从而促进了一门新的学科了一门新的学科-卫星气象学卫星气象学的形成。的形成。气象卫星分类气象卫星分类按卫星轨道可以分为两类：按卫星轨道可以分为两类：（1）极地太阳同步轨道卫星极地太阳同步轨道卫星，其卫星的轨，其卫星的轨道平面与太阳始终保持相对固定的取向，卫星几道平面与太阳始终保持相对固定的取向，卫星几乎以同一地方时经过世界各地。乎以同一地方时经过世界各地。（2）地球同步气象卫星地球同步气象卫星，又称静止气象卫，又称静止气象卫星。卫星相对某一区域是不动的。因
4、而由静止气星。卫星相对某一区域是不动的。因而由静止气象卫星可连续监视某一固定区域的天气变化。象卫星可连续监视某一固定区域的天气变化。风云风云1号气象卫星号气象卫星中国第一代极地太阳同步轨道气象卫星。卫星发射中国第一代极地太阳同步轨道气象卫星。卫星发射二颗，分别为二颗，分别为FY-1A和和FY -1B，于，于1988年年9月月7日和日和1990年年9月月3日用长征四号火箭发射，卫星三轴定向，每天绕日用长征四号火箭发射，卫星三轴定向，每天绕地球为地球为14圈。卫星携带多光谱可见光红外扫描辐射仪，圈。卫星携带多光谱可见光红外扫描辐射仪，它有五个通道，用于获取昼夜可见光、红外云图，冰雪它有五个通道，用
5、于获取昼夜可见光、红外云图，冰雪覆盖、植被、海洋水色、海面温度等。覆盖、植被、海洋水色、海面温度等。风云风云2号气象卫星（系列）号气象卫星（系列）中国的静止气象卫星。卫星带有中国的静止气象卫星。卫星带有多通道扫描辐射仪多通道扫描辐射仪，一个可见光，二个红外，其中一个是水汽通道，卫星观一个可见光，二个红外，其中一个是水汽通道，卫星观测时间分辨率为测时间分辨率为30分钟；空间分辨率：对可见光（分钟；空间分辨率：对可见光（0.550.75m）为）为1. 25公里（星下点附近）、红外（公里（星下点附近）、红外（10.512.5m）为）为5公里、水汽图为公里、水汽图为5公里。公里。风云二号静止气象卫星风
6、云二号静止气象卫星作用作用:获取白天可见光云图、昼夜红外云图和水气分布图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进行天气图传真广播，供国内外气象资料利用站接收利用用;收集气象、水文和海洋等数据收集平台的气象监测数据收集气象、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。和空间环境科学研究提供监测数据。风云二号卫星应用的风云二号卫星应用的亮点亮点 :“双星观测、互为备份双星观测、互为备份”；（；（1050E&86.50E）
7、双星组网运行观测（双星组网运行观测（15分钟间隔），重叠区动画技术非分钟间隔），重叠区动画技术非常出色；常出色； E星（123.5E ），是C、D业务星的在轨备份星和接替星 风云三号风云三号a星中国第二代极轨气象卫星的首发星星中国第二代极轨气象卫星的首发星 风云三号风云三号A星具备了全球、全天候、多光谱、三维、星具备了全球、全天候、多光谱、三维、定量遥感探测，实现了中国气象卫星定量遥感探测，实现了中国气象卫星从单一遥感成像到从单一遥感成像到地球环境综合探测、从光学遥感到微波遥感、从地球环境综合探测、从光学遥感到微波遥感、从km级分级分辨率到百米级分辨率、从国内接收到极地接收辨率到百米级分辨率、
8、从国内接收到极地接收的四大技的四大技术新突破，其卫星载荷技术性能已经接近并部分超过欧术新突破，其卫星载荷技术性能已经接近并部分超过欧洲和美国极轨气象业务卫星的水平，同时也为中国气象洲和美国极轨气象业务卫星的水平，同时也为中国气象业务发展，特别是数值预报业务发展提供重要的探测手业务发展，特别是数值预报业务发展提供重要的探测手段和科学数据。段和科学数据。2008年年5月月29日日11时时58分广州卫星站成功接收分广州卫星站成功接收风云三号风云三号a星首幅云图星首幅云图东北太平洋飓风HERNAN于北京时间2008.8.9晚上加强为三级飓风，中心附近最大风力有16级（54米/秒，相当于195公里/小时
9、） HERNAN的台风眼清晰可见 气象卫星气象卫星和和卫星气象学卫星气象学 卫星气象学卫星气象学是指利用气象卫星探测各种气象是指利用气象卫星探测各种气象要素，并将卫星探测到的资料如何应用于大气科要素，并将卫星探测到的资料如何应用于大气科学的一门学科。它与气象卫星是完全不同的概念。学的一门学科。它与气象卫星是完全不同的概念。 包括包括气象卫星探测原理、气象卫星探测资料气象卫星探测原理、气象卫星探测资料处理方法、气象卫星资料解释应用处理方法、气象卫星资料解释应用以及以及相应的接相应的接收处理技术收处理技术等等4个主要方面的卫星气象学是大气个主要方面的卫星气象学是大气科学的一个重要分支学科。科学的一
10、个重要分支学科。 气象卫星气象卫星实现全球大范围在空间自上向下观测实现全球大范围在空间自上向下观测 与地面观测完全不同。对云的观测，其观测与地面观测完全不同。对云的观测，其观测到的是到的是云顶特征云顶特征。 有几层云时，首先观测到的有几层云时，首先观测到的是高云；若高云很薄，则可透过高云看到中低云。是高云；若高云很薄，则可透过高云看到中低云。 气象卫星的大范围观测，使得占地球气象卫星的大范围观测，使得占地球4/5的的海洋、荒芜人烟的沙漠和高原都可从卫星探测获海洋、荒芜人烟的沙漠和高原都可从卫星探测获取气象资料，从而深入了解全球大气活动。取气象资料，从而深入了解全球大气活动。 1960年代初第一
11、颗年代初第一颗气象卫星成功发射以来，气象卫星成功发射以来，卫星探测在天气分析和卫星探测在天气分析和大气科学研究中发挥了大气科学研究中发挥了重大作用。卫星云图是重大作用。卫星云图是气象卫星最易最早进行气象卫星最易最早进行的观测项目之一，也是的观测项目之一，也是最早在气象业务中发挥最早在气象业务中发挥作用的卫星资料。作用的卫星资料。 卫星云图为天气预报提供卫星云图为天气预报提供云参数云参数、大气流大气流场和各种大气物理过程场和各种大气物理过程等重要的气象信息，能等重要的气象信息，能监视常规天气图上无法发现的诸如中、小尺度监视常规天气图上无法发现的诸如中、小尺度灾害性天气现象；更重要的是卫星云图能提
12、供灾害性天气现象；更重要的是卫星云图能提供海洋、人烟稀少的高原和沙漠地区的气象资料。海洋、人烟稀少的高原和沙漠地区的气象资料。同时，由于卫星云图的时空分辨率高，对于监同时，由于卫星云图的时空分辨率高，对于监测海洋、地理、农作物生长和森林火灾有重要测海洋、地理、农作物生长和森林火灾有重要作用。作用。卫星探测的卫星探测的分辨率分辨率卫星仪器能区分两个物体的最小距离。表示卫星卫星仪器能区分两个物体的最小距离。表示卫星探测分辨率通常有三个参数：探测分辨率通常有三个参数：空间分辨率：空间分辨率：卫星在某一瞬时观测到地球的最小面积，这最小面卫星在某一瞬时观测到地球的最小面积，这最小面积又称象元（或象素）。
13、从卫星到这最小面积间构成的空间立体角积又称象元（或象素）。从卫星到这最小面积间构成的空间立体角称瞬时视场。卫星的空间分辨率与卫星的高度有关，卫星高度越高，称瞬时视场。卫星的空间分辨率与卫星的高度有关，卫星高度越高，分辨率越低，而且与卫星视角有关，视角越倾斜，观测面积越大，分辨率越低，而且与卫星视角有关，视角越倾斜，观测面积越大，分辨率就差。分辨率就差。 灰度分辨率灰度分辨率：在卫星云图上，如果两个邻接瞬时视场内目标物的：在卫星云图上，如果两个邻接瞬时视场内目标物的反照率或温度相等，则其色调一样，无法区别它们。但是当这两个反照率或温度相等，则其色调一样，无法区别它们。但是当这两个瞬时视场目标物的
14、反照率或温度有差异，并达到一定数值时，这两瞬时视场目标物的反照率或温度有差异，并达到一定数值时，这两个视场就可以被分辨，这个能分辨的最小温度差或反照率差异称做个视场就可以被分辨，这个能分辨的最小温度差或反照率差异称做灰度分辨率。灰度分辨率。时间分辨率时间分辨率：指卫星对某一观测区域进行一次观测的时间间隔。：指卫星对某一观测区域进行一次观测的时间间隔。静止气象卫星对固定区域每隔半小时进行一次观测，具有很高的时静止气象卫星对固定区域每隔半小时进行一次观测，具有很高的时间分辨率。间分辨率。对天气预报来说，对天气预报来说，卫星云图分析的主要内容卫星云图分析的主要内容有：有：1.区分不同通道的云图，即这
15、是一张可见光云图还是红外区分不同通道的云图，即这是一张可见光云图还是红外云图？云图？2.把地表和云区别开来，尤其是将云和雪区别开来；把地表和云区别开来，尤其是将云和雪区别开来；3.识别不同种类的云，是中云还是高云？是积雨云还是层识别不同种类的云，是中云还是高云？是积雨云还是层状云等？它们有哪些相同之处？有哪些不同的地方？识状云等？它们有哪些相同之处？有哪些不同的地方？识别不同类型的地表，是陆地还是水体？等等；别不同类型的地表，是陆地还是水体？等等；4.分析大范围云的分布，及其对应的天气系统，根据天气分析大范围云的分布，及其对应的天气系统，根据天气尺度云系特点确定天气系统发展的阶段，预告其未来变
16、尺度云系特点确定天气系统发展的阶段，预告其未来变化；化；5.从卫星云图估算气象要素，如风、温度、湿度、大气稳从卫星云图估算气象要素，如风、温度、湿度、大气稳定度、垂直运动、涡度、云参数（云量、云顶温度（高定度、垂直运动、涡度、云参数（云量、云顶温度（高度）和光学特性）和降水等；度）和光学特性）和降水等；6.将卫星资料与常规天气资料、雷达等探测资料结合在一将卫星资料与常规天气资料、雷达等探测资料结合在一起，进行综合分析，为天气预报提供可靠的依据。起，进行综合分析，为天气预报提供可靠的依据。 随着卫星探测技术的高速发展，卫随着卫星探测技术的高速发展，卫星观测通道越来越多，图象种类大大增加，星观测通
17、道越来越多，图象种类大大增加，经处理后定量的卫星资料也越来越多，卫经处理后定量的卫星资料也越来越多，卫星云图的应用前景广阔。卫星携带的成像星云图的应用前景广阔。卫星携带的成像仪在不同谱段测量的辐射转换成不同色调仪在不同谱段测量的辐射转换成不同色调的图像就得到卫星图像的图像就得到卫星图像。一种是一种是卫星云图卫星云图，它主要反映大气中云系分布；另一种是它主要反映大气中云系分布；另一种是水水汽图汽图，其主要表示大气中水汽分布。，其主要表示大气中水汽分布。 可见光云图的特点可见光云图的特点 可见光是波长从可见光是波长从0.350.80m很狭窄的很狭窄的波段。卫星在可见光谱段选用的波长间隔有：波段。卫
18、星在可见光谱段选用的波长间隔有：0.520.75m和和0.580.68m。 卫星上的扫描辐射仪接收来自地表和云卫星上的扫描辐射仪接收来自地表和云表面对太阳辐射中可见光波段的反射，经过表面对太阳辐射中可见光波段的反射，经过转换而得到图像。其转换而得到图像。其色调决定于反射可见光色调决定于反射可见光辐射能的大小辐射能的大小，若反射可见光辐射能大，色，若反射可见光辐射能大，色调就白（或称为亮），也称为地表或云表面调就白（或称为亮），也称为地表或云表面的的反照率反照率强，反之就黑强，反之就黑(暗暗)。反照率对可见光云图上色调的影响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，卫星接收到的辐射仅
19、决定于在一定的太阳高度角下，卫星接收到的辐射仅决定于物体的反照率物体的反照率，物体的反照率越大，它的色调越白；反照物体的反照率越大，它的色调越白；反照率越小，色调越暗。率越小，色调越暗。 比较各种云和地面目标物体的反照率，水面的反照率比较各种云和地面目标物体的反照率，水面的反照率最低，厚的积雨云最大；积雪与云的反照率十分接近，所最低，厚的积雨云最大；积雪与云的反照率十分接近，所以仅从可见光云图上的色调难以区别云和积雪；薄卷云与以仅从可见光云图上的色调难以区别云和积雪；薄卷云与晴天积云、沙地的反照率也很接近，不易区别。而水面，晴天积云、沙地的反照率也很接近，不易区别。而水面，象湖泊、海洋的反照率
20、很小，表现为黑色，陆地反照率比象湖泊、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。灰暗的色调。 可见光云图上主要目标物的色调可见光云图上主要目标物的色调 太阳高度角对可见光云图上色调的影响太阳高度角对可见光云图上色调的影响 色调除了与目标物的色调除了与目标物的反照率大小反照率大小有关，还决定有关，还决定可见光射入到目标物的辐射能大小，也就是与太阳可见光射入到目标物的辐射能大小，也就是与太阳高度角有关。高度角有关。太阳高度角决定了卫星观测地面时的太阳高度角决定了卫星观测地面时的照明条件，
21、太阳高度角越大，光照条件越好，卫星照明条件，太阳高度角越大，光照条件越好，卫星接收到的反射太阳辐射也越大，否则越小。因而目接收到的反射太阳辐射也越大，否则越小。因而目标物的色调还与每天卫星观测的时刻和季节有关，标物的色调还与每天卫星观测的时刻和季节有关，如在北半球冬季中高纬度地区，太阳高度角很低，如在北半球冬季中高纬度地区，太阳高度角很低，照明差，图片色调十分灰暗。又如卫星在早晨或傍照明差，图片色调十分灰暗。又如卫星在早晨或傍晚观测，太阳高度角也很低，图片色调也很暗。晚观测，太阳高度角也很低，图片色调也很暗。太阳高度角对可见光云图上色调的影响太阳高度角对可见光云图上色调的影响 对于同一图片上的
22、各个点的太阳高度角也不同，若是上午的云图，图片右半侧（东面一侧）的太阳高度角较高，色调明亮，而左半侧，太阳高度角低，色调较暗。反之也可以根据这一特点判断云图的观测时刻，是否是可见光云图。对于静止卫星中午的云图，整个观测区的光照条件较好，物像间的反差明显，图片明亮。同一物体中午时在云图上的亮度同一物体中午时在云图上的亮度就比早晨或傍晚时亮，早晨或傍晚的可见光云图也就比早晨或傍晚时亮，早晨或傍晚的可见光云图也会表现出会表现出半边亮半边暗半边亮半边暗。太阳高度角对可见光云图上色调的影响太阳高度角对可见光云图上色调的影响半边亮半边暗半边亮半边暗太阳高度角对可见光云图上色调的影响太阳高度角对可见光云图上
23、色调的影响太阳高度角对可见光云图上色调的影响太阳高度角对可见光云图上色调的影响太阳高度角对可见光云图上色调的影响太阳高度角对可见光云图上色调的影响太阳高度角对可见光云图上色调的影响太阳高度角对可见光云图上色调的影响太阳高度角对可见光云图上色调的影响太阳高度角对可见光云图上色调的影响太阳高度角对可见光云图上色调的影响太阳高度角对可见光云图上色调的影响可见光云图的特点可见光云图的特点 由于早晨或傍晚的太阳高度由于早晨或傍晚的太阳高度角低，当云顶高低不一时，也会角低，当云顶高低不一时，也会表现出高的目标物在低的目标物表现出高的目标物在低的目标物上投的影子，上投的影子，暗影暗影出现在目标物出现在目标物
24、的背光一侧。暗影的宽度与太阳的背光一侧。暗影的宽度与太阳高度角和云顶高度差有关，当太高度角和云顶高度差有关，当太阳高度角较低或云顶之间高度差阳高度角较低或云顶之间高度差大时，迎太阳一侧很明亮，而背大时，迎太阳一侧很明亮，而背光一侧出现暗影，而且暗影又宽光一侧出现暗影，而且暗影又宽又清楚。可见光云图的又清楚。可见光云图的空间分辨空间分辨率率比红外云图高。比红外云图高。可见光云图的特点可见光云图的特点 水体反照率小在云图上水体反照率小在云图上呈黑色。但是，如果太阳光呈黑色。但是，如果太阳光从水面单向反射到卫星仪器从水面单向反射到卫星仪器内，在可见光云图上会出现内，在可见光云图上会出现一片色调较浅的
25、区域，或是一片色调较浅的区域，或是小而明亮的区，这些区称做小而明亮的区，这些区称做太阳耀斑区太阳耀斑区；它表明水面有；它表明水面有微波或水面平静。微波或水面平静。所谓黑体是指入射的电磁所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收，既没有反波全部被吸收，既没有反射，也没有透射射，也没有透射( ( 当然黑当然黑体仍然要向外辐射体仍然要向外辐射) )。 红外云图的特点红外云图的特点卫星上的扫描辐射仪感应接收地球和云表面卫星上的扫描辐射仪感应接收地球和云表面(云顶云顶)发射波长为发射波长为10.5-12.5m之间的红外辐射能，并之间的红外辐射能，并将辐射能转换成目标物表面的将辐射能转换成目标物表面的等效黑体温度
26、等效黑体温度，并用图像把它们表示出来，构成红外云图。并用图像把它们表示出来，构成红外云图。 红外云图的特点红外云图的特点在红外云图上的色调分布反映的是地面或云面的红外辐射在红外云图上的色调分布反映的是地面或云面的红外辐射或亮度温度分布，在这种云图上，色调越暗，温度越高，或亮度温度分布，在这种云图上，色调越暗，温度越高，卫星接收到的红外辐射越大；色调越浅，温度越低，辐卫星接收到的红外辐射越大；色调越浅，温度越低，辐射越小。根据卫星云图上的色调差异可以估计地面、云射越小。根据卫星云图上的色调差异可以估计地面、云面的温度分布。面的温度分布。将红外谱段的云和地表面近似地作为黑体处理。实际上，将红外谱段
27、的云和地表面近似地作为黑体处理。实际上，云和地表不是真正的黑体，由于所有实际目标物的发射云和地表不是真正的黑体，由于所有实际目标物的发射率都小于率都小于1，以及大气对地表（云）辐射的吸收，因此，以及大气对地表（云）辐射的吸收，因此由卫星接收到的辐射推算出的温度比实际目标物的温度由卫星接收到的辐射推算出的温度比实际目标物的温度要小，由此估算的云顶高度偏高。要小，由此估算的云顶高度偏高。红外分裂窗（红外分裂窗（ 10.5-11.3和和11.5-12.5m ）云图特点）云图特点 大气中的水汽是影响卫星推算表面温度的最重要的大气中的水汽是影响卫星推算表面温度的最重要的因子因子,要精确推算表面温度要精确
28、推算表面温度,必须消除大气中水汽必须消除大气中水汽的影响的影响.为此将红外观测通道为此将红外观测通道10.5-12.5m分裂为分裂为两个通道两个通道,称为红外分裂窗通道称为红外分裂窗通道.在这两个窗区通在这两个窗区通道中道中,主要是水汽对红外辐射的吸收主要是水汽对红外辐射的吸收,且是不同的且是不同的,利用这种差异可以估算大气中的水汽含量利用这种差异可以估算大气中的水汽含量,从而用从而用于估算海面温度于估算海面温度.可见光云图与红外云图的比较可见光云图与红外云图的比较 可见光云图上物像的色调决定于其反照率和太可见光云图上物像的色调决定于其反照率和太阳高度角，红外云图上物像的色调决定于它的阳高度角
29、，红外云图上物像的色调决定于它的温度，所以比较这两种云图，有一些外貌上相温度，所以比较这两种云图，有一些外貌上相差很大，但也有些是十分相似的。差很大，但也有些是十分相似的。 3.7（3.55-3.93）微米红外云图的特点红外云图的特点该谱段是电磁波谱的该谱段是电磁波谱的中红外波段中红外波段，它相对于，它相对于10微微米的谱段，波长要短，所以常称之为短波红外云图或中米的谱段，波长要短，所以常称之为短波红外云图或中红外云图这红外云图这1谱段大气的透明度很高，大气吸收对卫谱段大气的透明度很高，大气吸收对卫星估算表面温度的影响小，能较精确地测量表面温度，星估算表面温度的影响小，能较精确地测量表面温度，
30、故其最初目的是用于探测海面温度。故其最初目的是用于探测海面温度。 这这1波段处在森林火温（波段处在森林火温（800K）的最大辐射波长）的最大辐射波长处，所以用来处，所以用来监测森林火灾监测森林火灾很有用。此外用它很有用。此外用它监测夜间监测夜间的雾区的雾区特别有用，但白天这特别有用，但白天这1通道测量的辐射有地面和通道测量的辐射有地面和云面反射太阳辐射的云面反射太阳辐射的“污染污染”。 水汽图像的特点水汽图像的特点 卫星测量以卫星测量以6.7m6.7m为中心的水汽强烈吸收带为中心的水汽强烈吸收带的辐射能，在这吸收的辐射能，在这吸收带内，水汽一面吸收来自下面的辐射，同时又以自身温度再发射带内，水
31、汽一面吸收来自下面的辐射，同时又以自身温度再发射6.7m6.7m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，能到达卫星的红外辐射能就愈少，其亮温也就低，水汽图上射愈多，能到达卫星的红外辐射能就愈少，其亮温也就低，水汽图上色调愈白；相反，如果大气中水汽含量愈少，下面的色调愈白；相反，如果大气中水汽含量愈少，下面的6.7m6.7m红外辐射红外辐射可能透过很干的大气层到达卫星的红外辐射能就多，其亮温也就高，可能透过很干的大气层到达卫星的红外辐射能就多，其亮温也就高，水汽图上色调愈黑。气象卫星测量水汽图上色调愈黑。气象卫星测量6.
32、7m6.7m的红外辐射能主要受大气中的红外辐射能主要受大气中水汽含量水汽含量、水汽在垂直方向中的位置水汽在垂直方向中的位置和和水汽层的温度水汽层的温度等三个因素影响。等三个因素影响。必须指出，水汽在普通浓度下对红外辐射是半透明，一般说到达卫星必须指出，水汽在普通浓度下对红外辐射是半透明，一般说到达卫星的水汽辐射不是来自某一个面或某一层，而是来自一定厚度的各层次的水汽辐射不是来自某一个面或某一层，而是来自一定厚度的各层次中，对中，对6.7m6.7m谱段水汽图像只能提供大气的中、上层水汽分布信息。谱段水汽图像只能提供大气的中、上层水汽分布信息。其中在其中在400hPa400hPa附近气层内湿度差异
33、，引起附近气层内湿度差异，引起6.7m6.7m谱段到达卫星的净辐谱段到达卫星的净辐射能相应差异也就是相对应亮温差值最大，称为最敏感范围；相反，射能相应差异也就是相对应亮温差值最大，称为最敏感范围；相反，对于低于对于低于700hPa700hPa的湿空气层中的水汽含量变化，而对应到达卫星的净的湿空气层中的水汽含量变化，而对应到达卫星的净辐射能却很少变化，所以辐射能却很少变化，所以6.7m6.7m的水汽图像不能反映的水汽图像不能反映500hPa500hPa以下的水以下的水汽信息。汽信息。 气象卫星测量气象卫星测量6.7m的红外辐射能主要受的红外辐射能主要受大气中水汽含量大气中水汽含量、水汽在垂直方向
34、中的位置水汽在垂直方向中的位置和和水汽层的温度水汽层的温度等三个因素影响。等三个因素影响。 在水汽图上，色调越白表示大气中水汽含量越多，反之就在水汽图上，色调越白表示大气中水汽含量越多，反之就越少。比较水汽图和红外云图，发现水汽图有以下特点：越少。比较水汽图和红外云图，发现水汽图有以下特点：在水汽图上，积雨云和卷云的表现十分清楚，其特征与红外在水汽图上，积雨云和卷云的表现十分清楚，其特征与红外云图类同；云图类同；难以在水汽图上见到地表和低云（低于难以在水汽图上见到地表和低云（低于850hPa），其发射的），其发射的辐射被大气全部吸收而不能到达卫星；辐射被大气全部吸收而不能到达卫星；在水汽图上的
35、水汽表现远比红外图上的云区要宽广，因为在在水汽图上的水汽表现远比红外图上的云区要宽广，因为在没有云的地方仍然有水汽存在；因此在水汽图上水汽区比云区没有云的地方仍然有水汽存在；因此在水汽图上水汽区比云区要连续完整；要连续完整；在水汽图上色调浅白的地区是对流层上部的湿区，一般与上在水汽图上色调浅白的地区是对流层上部的湿区，一般与上升运动相联系；色调为黑区是大气中的干区，相应于大气中的升运动相联系；色调为黑区是大气中的干区，相应于大气中的下沉运动。下沉运动。增强红外云图增强红外云图这是对灰度或辐射值进行变换处理，将人眼不能这是对灰度或辐射值进行变换处理，将人眼不能发现的细节结构清楚地显示出来，如积雨
36、云在云图上发现的细节结构清楚地显示出来，如积雨云在云图上表现为一片白色，通过增强处理后可将云顶结构显示表现为一片白色，通过增强处理后可将云顶结构显示出来，能准确地确定积雨云的强度，强对流中心位置。出来，能准确地确定积雨云的强度，强对流中心位置。红外云图的增强处理是将图象上的灰度值，按需要进红外云图的增强处理是将图象上的灰度值，按需要进行合并或分解为若干灰度间隔（等级），每一间隔赋行合并或分解为若干灰度间隔（等级），每一间隔赋予一个灰度值。予一个灰度值。增强红外云图增强红外云图被动微波遥感被动微波遥感微波辐射通常指微波辐射通常指1 1毫米到毫米到3030厘米波长范围的辐射。自厘米波长范围的辐射。
37、自然界里许多物体都能发射和吸收微波辐射。气象卫星携然界里许多物体都能发射和吸收微波辐射。气象卫星携带的微波探测器测量地表或大气发射的微波辐射，由此带的微波探测器测量地表或大气发射的微波辐射，由此推测物体的各种特性的技术称被动微波遥感。在大气中，推测物体的各种特性的技术称被动微波遥感。在大气中，水汽在波长水汽在波长=13.5=13.5毫米（毫米（22.23522.235千兆赫）、千兆赫）、1.61.6毫米毫米（183.34183.34千兆赫）；氧在波长千兆赫）；氧在波长=5=5毫米（毫米（50507070千兆赫）、千兆赫）、2.3 2.3 毫米（毫米（118.7118.7千兆赫）处有强烈吸收和发
38、射微波辐射。千兆赫）处有强烈吸收和发射微波辐射。 微波辐射具有穿透云雾、降水的微波辐射具有穿透云雾、降水的 能力，可以测定云能力，可以测定云下物体发射的辐射，具有全天候、全天时的工作能力。下物体发射的辐射，具有全天候、全天时的工作能力。由微波辐射计接收大气中水汽、氧等气体发射的微波辐由微波辐射计接收大气中水汽、氧等气体发射的微波辐射，并经反演处理能得到大气中温度、湿度、射，并经反演处理能得到大气中温度、湿度、 降水等气降水等气象要素。象要素。 卫星图像分析应注意的问题卫星图像分析应注意的问题1.1.空间分辨率对云顶温度估计空间分辨率对云顶温度估计（云顶温度）的影响（云顶温度）的影响。当云。当云
39、区密布，而且云较厚，云下的辐射不能透过，卫星测量区密布，而且云较厚，云下的辐射不能透过，卫星测量到的云顶亮温比较符合实际情况。若云区内有小裂缝或到的云顶亮温比较符合实际情况。若云区内有小裂缝或晴空区，而且这些小裂缝或晴空区都小于仪器的分辨率，晴空区，而且这些小裂缝或晴空区都小于仪器的分辨率，这时卫星测到的云顶亮温比实际的要暖些。这时卫星测到的云顶亮温比实际的要暖些。2.2.发射体的能量向卫星传输途中，因散射和吸收造成能量发射体的能量向卫星传输途中，因散射和吸收造成能量损失，那么离卫星的星下愈远，能量的损失愈大。这种损失，那么离卫星的星下愈远，能量的损失愈大。这种衰减的结果，导致红外云图上的亮温
40、比实际情况更冷。衰减的结果，导致红外云图上的亮温比实际情况更冷。 卫星图像分析应注意的问题卫星图像分析应注意的问题3.3.云下层辐射的污染问题云下层辐射的污染问题。在薄的卷云下面。在薄的卷云下面A A处有低云，处有低云，B B处有高层云，而处有高层云，而C C处没有中低云，卷云的下面有来自三处没有中低云，卷云的下面有来自三个不同高度的红外辐射能量可以部分透过它而到达卫星个不同高度的红外辐射能量可以部分透过它而到达卫星上，称为污染。上，称为污染。 其结果其结果是是A A处的卷云可能处的卷云可能误判为中云，而误判为中云，而B B处误判为高云，处误判为高云，C C处卷云又误判为处卷云又误判为低云。此
41、外，在低云。此外，在红外云图还容易红外云图还容易把密实的卷云误把密实的卷云误判为判为CbCb云，这些云，这些情况结合可见光情况结合可见光云图均可以得到云图均可以得到正确判断。正确判断。 卫星图像分析应注意的问题卫星图像分析应注意的问题4.4.在冷下垫面上形成的层状云在红外云图上会出现呈在冷下垫面上形成的层状云在红外云图上会出现呈黑色区黑色区，必须结，必须结合合可见光云图可见光云图方能正确区分是无云还是有云。同一张可见光云图上，方能正确区分是无云还是有云。同一张可见光云图上，因为各地太阳高度角不一样，特别东西两边距离较大时，在早晨或因为各地太阳高度角不一样，特别东西两边距离较大时，在早晨或傍晚的
42、可见光云图上更加明显地显示出因东西两边太阳高度角差异傍晚的可见光云图上更加明显地显示出因东西两边太阳高度角差异而形成的而形成的亮度差异亮度差异。5.5.图像离星下越远，云型失真越严重，甚至发生畸变。图像离星下越远，云型失真越严重，甚至发生畸变。 卫星图像分析的基本特征判据卫星图像分析的基本特征判据1.1.型式型式( (结构结构) )：是指图像上不同明暗程度的像素点的分布：是指图像上不同明暗程度的像素点的分布式样。不同型式的式样。不同型式的云系或云团云系或云团与不同的天气系统或物理与不同的天气系统或物理过程相联系，例如台风、过程相联系，例如台风、气旋气旋、 低涡低涡等云系呈螺旋状等云系呈螺旋状结
43、构，而结构，而锋面锋面、急流和热带辐合带的云系成带状结构。、急流和热带辐合带的云系成带状结构。MTSAT 红外云图 2009.04.23.20：00 东北冷涡 卫星图像分析的基本特征判据卫星图像分析的基本特征判据锋面云系呈带状结构锋面云系呈带状结构 卫星图像分析的基本特征判据卫星图像分析的基本特征判据2.2.范围大小范围大小：从云的范围可以识别云的种类、天气系统的：从云的范围可以识别云的种类、天气系统的尺度大小和大气物理过程。例如在图中大尺度锋面云带尺度大小和大气物理过程。例如在图中大尺度锋面云带的前沿有几个亮温特别低的中尺度对流云团。这几个中的前沿有几个亮温特别低的中尺度对流云团。这几个中尺
44、度云团中，从其伪彩色差异还可以识别出其中更小尺尺度云团中，从其伪彩色差异还可以识别出其中更小尺度的对流单体。度的对流单体。 卫星图像分析的基本特征判据卫星图像分析的基本特征判据3.3.边界形状边界形状：云的边界有直线的、圆形的、扇形的、盾形：云的边界有直线的、圆形的、扇形的、盾形的，有呈气旋性弯曲的，有呈气旋性弯曲( (云带边界向南凹云带边界向南凹) )的、有呈反气旋的、有呈反气旋弯曲的弯曲的( (云区边界向北凸云区边界向北凸) )等。有边界整齐光滑、有呈锯等。有边界整齐光滑、有呈锯齿状和不整齐之分。例如，带状云系中，边界呈气旋性齿状和不整齐之分。例如，带状云系中，边界呈气旋性弯曲的是冷锋，而
45、呈反气旋性弯曲，边界又整齐是急流，弯曲的是冷锋，而呈反气旋性弯曲，边界又整齐是急流，而急流风速切变大小不等其边界又有光滑与锯齿之分，而急流风速切变大小不等其边界又有光滑与锯齿之分，前者风切变相对小些。前者风切变相对小些。 卫星图像分析的基本特征判据卫星图像分析的基本特征判据4.4.色调色调：也称为亮度或灰度。它是指物像的明暗程度。：也称为亮度或灰度。它是指物像的明暗程度。可见光云图上色调可见光云图上色调与物像的反照率和太阳高度角有关与物像的反照率和太阳高度角有关，反照率大，太阳高度角大，反照率大，太阳高度角大( (高高) )物物象色调呈浓白，反之反照率小，太阳高度角低，则物像色调暗。应该象色调
46、呈浓白，反之反照率小，太阳高度角低，则物像色调暗。应该特别指出，相同条件下，水滴云的反照率比冰晶之大。特别指出，相同条件下，水滴云的反照率比冰晶之大。在红外云图上在红外云图上物象色调则表示其表面温度高低物象色调则表示其表面温度高低，物象表面温度越低色调越白。，物象表面温度越低色调越白。在水在水汽图像上，物像的色调决定于对流层中、上部大气的水汽含量和气层汽图像上，物像的色调决定于对流层中、上部大气的水汽含量和气层的温度的温度，水汽含量愈丰富或气层温度愈低，则色调愈白。，水汽含量愈丰富或气层温度愈低，则色调愈白。 卫星图像分析的基本特征判据卫星图像分析的基本特征判据5.5.暗影暗影：仅在可见光云图
47、上出现，高耸目标物在低目标上：仅在可见光云图上出现，高耸目标物在低目标上的一种影子，暗影的位置决定于卫星的观测时间，例如的一种影子，暗影的位置决定于卫星的观测时间，例如上午的暗影位于投影云的西侧，下午暗影则位于它的东上午的暗影位于投影云的西侧，下午暗影则位于它的东侧。暗影的宽度决定于投影云顶高度和太阳高度角高低。侧。暗影的宽度决定于投影云顶高度和太阳高度角高低。投影云高度差愈大，太阳高度角愈低，暗影愈宽愈明显。投影云高度差愈大，太阳高度角愈低，暗影愈宽愈明显。分析暗影时应特别注意将云缝与暗影区分开。最好的方分析暗影时应特别注意将云缝与暗影区分开。最好的方法是结合红外云图进行判断，若是云缝区在红
48、外上也相法是结合红外云图进行判断，若是云缝区在红外上也相应有云缝，而红外云图上没有暗影，而且投影云顶高度应有云缝，而红外云图上没有暗影，而且投影云顶高度高，色调应特别浓白。高，色调应特别浓白。 卫星图像分析的基本特征判据卫星图像分析的基本特征判据6.6.纹理纹理：它表示云表面粗糙程度。云顶高度参差不齐，在：它表示云表面粗糙程度。云顶高度参差不齐，在可见光云图上造成许多可见光云图上造成许多暗影暗影显出显出纹理纹理，在红外形成色调，在红外形成色调明暗相间也表现出多纹理。纹理的形状为皱纹、斑点或明暗相间也表现出多纹理。纹理的形状为皱纹、斑点或纤维状。相反，如果云顶没有明显起伏，则云图为光滑纤维状。相
49、反，如果云顶没有明显起伏，则云图为光滑和均匀。皱纹和纹理主要出现在层状云中有积状云，尤和均匀。皱纹和纹理主要出现在层状云中有积状云，尤其是积云穿过层状云时最为明显。而纤维状纹理，主要其是积云穿过层状云时最为明显。而纤维状纹理，主要出现在卷云区中。出现在卷云区中。卫星云图上各类云的特征卫星云图上各类云的特征A A、卷状云卷状云：在可见光云图上，卷云的反照率低，呈灰：在可见光云图上，卷云的反照率低，呈灰一深灰色；若可见光云图卷云呈白色，则其云层很一深灰色；若可见光云图卷云呈白色，则其云层很厚，或与其它云相重迭；在红外云图上，卷云顶温厚，或与其它云相重迭；在红外云图上，卷云顶温度很低，呈白色。无论可
50、见光还是红外云图，卷云度很低，呈白色。无论可见光还是红外云图，卷云有纤维结构。有纤维结构。 B B、中云中云（高层云和高积云）：在卫星云图上，中云与（高层云和高积云）：在卫星云图上，中云与天气系统相连，表现为大范围的带状、涡旋状、逗天气系统相连，表现为大范围的带状、涡旋状、逗点状。在可见光云图上，中云呈灰白色到白色，色点状。在可见光云图上，中云呈灰白色到白色，色调的差异判定云的厚度；在红外云图上，中云呈中调的差异判定云的厚度；在红外云图上，中云呈中等程度灰色。等程度灰色。C C、积雨云积雨云：无论可见光还是红外云图，积雨云的色调：无论可见光还是红外云图，积雨云的色调最白；当高空风小时，积雨云呈
51、圆形，高空风大时，最白；当高空风小时，积雨云呈圆形，高空风大时，顶部常有卷云砧，表现为椭圆形。顶部常有卷云砧，表现为椭圆形。卫星云图上各类云的特征卫星云图上各类云的特征D D、积云、浓积云积云、浓积云：在可见光云图上积云浓：在可见光云图上积云浓积云的色调很白，但由于积云浓积云高度不一，积云的色调很白，但由于积云浓积云高度不一，在红外云图上的色调可以从灰白到白色不等，在红外云图上的色调可以从灰白到白色不等，纹理不均匀，边界不整齐。其型式表现为积云纹理不均匀，边界不整齐。其型式表现为积云线和开口细胞状云。线和开口细胞状云。E E、层云（雾）层云（雾）：在可见光云图上，层云：在可见光云图上，层云（雾
52、）表现为光滑均匀的云区；色调白到灰白，（雾）表现为光滑均匀的云区；色调白到灰白，若层云厚度超过若层云厚度超过300300米，其色调很白；层云（雾）米，其色调很白；层云（雾）边界整齐清楚，与山脉、河流、海岸线走向相边界整齐清楚，与山脉、河流、海岸线走向相一致。在红外云图上，层云色调较暗，与地面一致。在红外云图上，层云色调较暗，与地面色调相似。色调相似。云和地表的识别云和地表的识别一、一、云的类别云的类别：根据卫星云图上云的外形将云分为三个主：根据卫星云图上云的外形将云分为三个主要类别，即积状云、层状云和卷状云。积状云包含积云、要类别，即积状云、层状云和卷状云。积状云包含积云、浓积云、积雨云和层积
53、云；卷状云含毛卷云、密卷云、浓积云、积雨云和层积云；卷状云含毛卷云、密卷云、卷层云和砧状卷云；层状云含雾和层云、高层云和高积卷层云和砧状卷云；层状云含雾和层云、高层云和高积云。云。二、二、地表的识别地表的识别：地表识别不仅可为地理、海洋等研究提：地表识别不仅可为地理、海洋等研究提供有用信息，而且还可以校正云图定位，当然地表识别供有用信息，而且还可以校正云图定位，当然地表识别只能在晴空条件下进行。只能在晴空条件下进行。云和地表的识别云和地表的识别1.1.云与冰雪覆盖的区分云与冰雪覆盖的区分：山脉地区的积雪常呈树枝状，白：山脉地区的积雪常呈树枝状，白色区为山脊积雪、树枝状黑线为山谷。冬季平原地区积
54、色区为山脊积雪、树枝状黑线为山谷。冬季平原地区积雪，色调均匀，可以利用云是移动而积雪不动来加以区雪，色调均匀，可以利用云是移动而积雪不动来加以区分。也可以根据积雪不可能在湖泊或海上形成来识别。分。也可以根据积雪不可能在湖泊或海上形成来识别。云和地表的识别云和地表的识别2.2.水体水体在可见光云图上因其反照率小而呈黑色，但水体含泥在可见光云图上因其反照率小而呈黑色，但水体含泥沙愈多，反照率也会随之增大而呈灰白色。红外云图上晴沙愈多，反照率也会随之增大而呈灰白色。红外云图上晴空区可以遥感海洋中水温空区可以遥感海洋中水温和和海冰。陆地上的水体大江河和海冰。陆地上的水体大江河和湖泊在晴空时，可见光云图
55、因其反照率小呈黑色，在红外湖泊在晴空时，可见光云图因其反照率小呈黑色，在红外云图则要看水温与陆表温差而定，春天温差大容易识别，云图则要看水温与陆表温差而定，春天温差大容易识别，水温低，陆表温度高，则河流和湖泊轮廓明显。水温低，陆表温度高，则河流和湖泊轮廓明显。云和地表的识别云和地表的识别3.3.沙漠和戈壁滩沙漠和戈壁滩，因其反照率较大，在可见光云图上，清，因其反照率较大，在可见光云图上，清晰可辨，当这些地区的地面出现强风时，细沙和黄土上晰可辨，当这些地区的地面出现强风时，细沙和黄土上扬至空中，形成扬沙或沙暴天气，在可见光云图上呈片扬至空中，形成扬沙或沙暴天气，在可见光云图上呈片状的、边界模糊、
56、色调为均匀的灰色至灰白色区。在黑状的、边界模糊、色调为均匀的灰色至灰白色区。在黑白的云图上，沙尘暴浓度愈大，其色调愈白。两个伪彩白的云图上，沙尘暴浓度愈大，其色调愈白。两个伪彩色的沙尘暴实例：强沙尘暴色的沙尘暴实例：强沙尘暴和和中等沙尘暴。中等沙尘暴。 卫星云图上常见的云型和云系卫星云图上常见的云型和云系1.1.带状云系带状云系：是具有清晰的弯曲或直的长轴，长和宽之比：是具有清晰的弯曲或直的长轴，长和宽之比约为约为4 4：1 1，且宽度常大于，且宽度常大于1 1个纬距的云带，它与天气尺个纬距的云带，它与天气尺度的锋面，急流度的锋面，急流和和热带辐合带相联系。热带辐合带相联系。通常通常宽度大于宽
57、度大于1 1纬距的称云带，小于纬距的称云带，小于1 1纬距的为云线。纬距的为云线。 卫星云图上常见的云型和云系卫星云图上常见的云型和云系2.2.涡旋云系涡旋云系：是一条或更多的螺旋云带朝着一个公共中心：是一条或更多的螺旋云带朝着一个公共中心辐合的云系，它常与天气尺度或行星尺度的涡旋相联系。辐合的云系，它常与天气尺度或行星尺度的涡旋相联系。台风、热带低压、高空冷涡都表现为涡旋云系。台风、热带低压、高空冷涡都表现为涡旋云系。在卫星在卫星云图上不仅可以看到较大的中尺度气旋，还可以看到一云图上不仅可以看到较大的中尺度气旋，还可以看到一个个大小不等的小涡旋。个个大小不等的小涡旋。卫星云图上常见的云型和云
58、系卫星云图上常见的云型和云系3.3.云线云线：由长：由长3030至几百公里的对流云素组成，宽度小于一至几百公里的对流云素组成，宽度小于一个纬距，可出现在冷锋前后，它指示着低空风向。高空个纬距，可出现在冷锋前后，它指示着低空风向。高空急流云的云线对高空风也有指示作用。还有一种雷暴外急流云的云线对高空风也有指示作用。还有一种雷暴外流的前沿与暖空气相互作用，形成的积云，表现为一片流的前沿与暖空气相互作用，形成的积云，表现为一片弧状白亮云线称为弧线云。弧状白亮云线称为弧线云。卫星云图上常见的云型和云系卫星云图上常见的云型和云系4.4.云团云团：是由多个大小不等的积雨云或积状云与层状云混：是由多个大小不
59、等的积雨云或积状云与层状云混合组成云簇团，高空卷云粘连成一片，成为一白亮密实合组成云簇团，高空卷云粘连成一片，成为一白亮密实云区，其形状有圆形、准圆形和椭圆形，依据它们造成云区，其形状有圆形、准圆形和椭圆形，依据它们造成的天气不同可分为的天气不同可分为暴雨云团和雷暴云团暴雨云团和雷暴云团两种，在热带辐两种，在热带辐合带中形成的云团，称为合带中形成的云团，称为热带云团热带云团。卫星云图上常见的云型和云系卫星云图上常见的云型和云系5.5.细胞状云系细胞状云系：冷空气到达暖而湿的表面，受下垫面的加热产生对流，冷空气到达暖而湿的表面，受下垫面的加热产生对流，形成细胞状结构的对流云系，细胞的直径仅几十公
60、里，它分为开口和形成细胞状结构的对流云系，细胞的直径仅几十公里，它分为开口和闭合两种，闭合两种，细胞的形状成环状或细胞的形状成环状或U U字形，其中心为无云或少云字形，其中心为无云或少云, ,边缘是边缘是云区，并且主要是由浓积云组成，称为开口细胞状云，它常出现在气云区，并且主要是由浓积云组成，称为开口细胞状云，它常出现在气温与下垫面之间那些温差大，对流较旺盛地区。闭合细胞状云呈球形，温与下垫面之间那些温差大，对流较旺盛地区。闭合细胞状云呈球形，中央为云区，四周少云或无云，主要由层积云组成。中央为云区，四周少云或无云，主要由层积云组成。卫星云图上常见的云型和云系卫星云图上常见的云型和云系6.6.
61、逗点云系逗点云系：形如逗号，它是由于大气非均匀旋转使云变形：形如逗号，它是由于大气非均匀旋转使云变形造成，所以它总与最强的正涡度平流相联系。识别注意其造成，所以它总与最强的正涡度平流相联系。识别注意其后边界应是后边界应是“S”S”形。具有逗点头形。具有逗点头( (宽宽) )而逗点尾细，以及而逗点尾细，以及有干侵入区。有干侵入区。卫星云图上常见的云型和云系卫星云图上常见的云型和云系7.7.斜压叶状云型斜压叶状云型：云外型似叶片状，云系在垂直方向较周：云外型似叶片状，云系在垂直方向较周围深厚，边界清晰，靠极地一侧的边界呈小曲率的围深厚，边界清晰，靠极地一侧的边界呈小曲率的“S”S”形，上风尾部呈气
62、旋式弯曲，云顶高度较下风处形，上风尾部呈气旋式弯曲，云顶高度较下风处卷云的高度低些，下风呈反气旋弯曲，云系以卷云为主，卷云的高度低些，下风呈反气旋弯曲，云系以卷云为主，上风的尾部有上风的尾部有“V”V”形凹口，云系以中低云为主，南侧形凹口，云系以中低云为主，南侧以低云为主，是急流伸入云区象征，是逗点云系和气旋以低云为主，是急流伸入云区象征，是逗点云系和气旋发展的前奏。发展的前奏。锋面云系锋面云系1.1.冷锋云带冷锋云带：(1)(1)活跃冷锋云带，冷锋活跃冷锋云带，冷锋走向与对流层中层气流一致，走向与对流层中层气流一致，若若暖气团中水汽充足时，云带宽又密实，色调很亮。暖气团中水汽充足时，云带宽又
63、密实，色调很亮。与强斜压区相联系，与强斜压区相联系，大气层结不稳定大气层结不稳定时，常伴有时，常伴有强对流性天气。强对流性天气。活跃冷锋位于活跃冷锋位于500hPa槽前，云系连续槽前，云系连续稠密，由多层云组成；稠密，由多层云组成；锋面云系锋面云系1.1.冷锋云带：冷锋云带：(2)(2)不活跃冷锋云带不活跃冷锋云带，冷锋往往与高空风正交，大气斜压性，冷锋往往与高空风正交，大气斜压性较小，冷平流弱，风垂直切变也小，云带窄而不完整，较小，冷平流弱，风垂直切变也小，云带窄而不完整，破碎和断裂、云系以层积云和积云为主；破碎和断裂、云系以层积云和积云为主；不活跃锋位于不活跃锋位于500hPa500hPa
64、槽后，以中低云系为主，槽后，以中低云系为主，中高云很少；有时还可中高云很少；有时还可能没有什么云带。能没有什么云带。 冷锋云系的长度和宽度相差很大，这决定大气运动冷锋云系的长度和宽度相差很大，这决定大气运动尺度、锋面坡度和水汽条件。尺度、锋面坡度和水汽条件。 锋面云系锋面云系2.2.暖锋云系：暖锋云系：(1)(1)活跃暖锋活跃暖锋：在卫星云图上表现为在卫星云图上表现为冷空气一侧凸起冷空气一侧凸起的盾状云区的盾状云区，长宽长宽之比很小，之比很小，云区内反气旋弯曲的卷云纹线清晰可见，云区由多层云云区内反气旋弯曲的卷云纹线清晰可见，云区由多层云系组成，上部为卷云，其下为高层云，雨层云和积状云，色调明
65、亮，系组成，上部为卷云，其下为高层云，雨层云和积状云，色调明亮，地面锋面定在云区向冷空气一侧凸起的下方，并与云区中纹线近于地面锋面定在云区向冷空气一侧凸起的下方，并与云区中纹线近于平行。平行。 (2)(2)不活跃暖锋不活跃暖锋，斜压性较小，暖气团又较干，云图上仅有卷云带，地，斜压性较小，暖气团又较干，云图上仅有卷云带，地面暖锋位于暖锋云系边界整齐处。面暖锋位于暖锋云系边界整齐处。锋面云系锋面云系3.3.锢囚锋云系锢囚锋云系: : 表现为一条宽约表现为一条宽约300Km300Km的螺旋云带，其后边界，一般整的螺旋云带，其后边界，一般整齐光滑，并伴有舌状冷空气的无云或少云区，而云带前沿参差不齐，齐
66、光滑，并伴有舌状冷空气的无云或少云区，而云带前沿参差不齐，螺旋云带的色调愈往中心逐渐变暗，锢囚点处云最浓密又高，色调螺旋云带的色调愈往中心逐渐变暗，锢囚点处云最浓密又高，色调最白。地面锢囚锋定在可见光云图上云带的后边界与红外云图上云最白。地面锢囚锋定在可见光云图上云带的后边界与红外云图上云带最白亮处，地面锢囚锋只分析到气旋北部或西北象限中，而不环带最白亮处，地面锢囚锋只分析到气旋北部或西北象限中，而不环绕到环流中心。绕到环流中心。锋面云系锋面云系4.4.静止锋静止锋：我国常见的静止锋有昆明静止锋和天山静止锋，它们与地：我国常见的静止锋有昆明静止锋和天山静止锋，它们与地形紧密相联系，地面静止锋定
67、在云带的前边界，其走向与地形等高形紧密相联系，地面静止锋定在云带的前边界，其走向与地形等高线一致；华南静止锋一般位于云带中由稠密云区过渡到稀薄云雨过线一致；华南静止锋一般位于云带中由稠密云区过渡到稀薄云雨过渡带上，梅雨静止锋位于云带的中间部位或前部。渡带上，梅雨静止锋位于云带的中间部位或前部。高空槽的云型与高空槽的云型与利用卫星云图分析利用卫星云图分析500hpa500hpa槽线槽线1.1.逗点云系定槽线逗点云系定槽线: :槽线与红外云图上逗点头白色云带北界槽线与红外云图上逗点头白色云带北界平行。平行。2.2.卷云条纹定槽线卷云条纹定槽线: :槽线定于卷云条纹线的气旋式切变中。槽线定于卷云条纹
68、线的气旋式切变中。3.3.锋面云带尾部云区断裂处锋面云带尾部云区断裂处, ,可以定为可以定为500hpa500hpa的南北走向槽的南北走向槽线的南端。线的南端。高空槽的云型与高空槽的云型与利用卫星云图分析利用卫星云图分析500hpa500hpa槽线槽线4. 500hpa 4. 500hpa 槽线定在盾状卷云区的后界。槽线定在盾状卷云区的后界。5.5.青藏高原上青藏高原上500hpa500hpa槽线的槽前，有时仅出现一片小的反槽线的槽前，有时仅出现一片小的反气旋式弯曲卷云。气旋式弯曲卷云。高空槽的云型与高空槽的云型与利用卫星云图分析利用卫星云图分析500hpa500hpa槽线槽线6.6.青藏高原
69、的东南部由于大气具有湿对流不稳定，在青藏高原的东南部由于大气具有湿对流不稳定，在500hpa500hpa南支槽前常出现成片积雨云区，槽线定在云区后南支槽前常出现成片积雨云区，槽线定在云区后界。界。急流云系急流云系高空急流是对流层上部的重要环流系统。与急流相伴的次级环流及高低空急高空急流是对流层上部的重要环流系统。与急流相伴的次级环流及高低空急流耦合，对温带气旋发生发展，对局地强对流天气和区域性暴雨发生发流耦合，对温带气旋发生发展，对局地强对流天气和区域性暴雨发生发展都有重要影响，所以如何利用卫星云图判断急流存在，并确定急流轴展都有重要影响，所以如何利用卫星云图判断急流存在，并确定急流轴的位置，
70、也是卫星云图分析中一个重要问题。的位置，也是卫星云图分析中一个重要问题。1 1根据红外云图上的卷云盾确定急流轴，高空急流轴定在离开盾形急流根据红外云图上的卷云盾确定急流轴，高空急流轴定在离开盾形急流云系左边界一个纬距左右的地方，急流轴与云系左界近于平行。还可以云系左边界一个纬距左右的地方，急流轴与云系左界近于平行。还可以根据急流云线确定急流轴根据急流云线确定急流轴, , 轴线与云线正交。轴线与云线正交。急流云系急流云系2 2由高云或中云组成的云带，其边界轮廓清晰，急流轴由高云或中云组成的云带，其边界轮廓清晰，急流轴从云带的左侧无云带穿过下风方向凸起云系，而构成的从云带的左侧无云带穿过下风方向凸
71、起云系，而构成的“V”V”字或字或“U”U”字形。字形。3 3如果不存在中高云时，急流轴常从不同类型低云复盖如果不存在中高云时，急流轴常从不同类型低云复盖区之间通过。例如，急流轴常是开口细胞状云系与闭合区之间通过。例如，急流轴常是开口细胞状云系与闭合细胞状云系的分界线。细胞状云系的分界线。我国东南沿海的急流云系我国东南沿海的急流云系温带气旋云型温带气旋云型 天气学中根据温带气旋形成过程不同，分为经典的锋面波动型天气学中根据温带气旋形成过程不同，分为经典的锋面波动型和有限振幅发展的气旋两类，前者是扰动由地面向高空发展，而后和有限振幅发展的气旋两类，前者是扰动由地面向高空发展，而后者是先有高空槽存
72、在，由高空向地面发展。当温带气旋发展到成熟者是先有高空槽存在，由高空向地面发展。当温带气旋发展到成熟阶段时，在卫星云图上都具有逗点云型特征，它们都包含有斜压带阶段时，在卫星云图上都具有逗点云型特征，它们都包含有斜压带卷云卷云(A)(A)，涡度逗点云涡度逗点云(B)(B)，变形带卷云变形带卷云(C)(C)三部分。这三部分云因三部分。这三部分云因气旋发展过程不同，云中气流不同，它们的结合又有不密实和密实气旋发展过程不同，云中气流不同，它们的结合又有不密实和密实之分。前者称为之分。前者称为A A类气旋云型，后者称为类气旋云型，后者称为B B类气旋云型，后者所产生类气旋云型，后者所产生的天气也比前者严
73、重。的天气也比前者严重。发展发展 锢囚锢囚成熟成熟 消散消散温带气旋云型温带气旋云型( (1)A1)A类气旋云型：类气旋云型：它是由地面向高空发展类型气旋，斜压卷云带与变它是由地面向高空发展类型气旋，斜压卷云带与变形云带明显分开，形云带明显分开，C C只有较小的变形云带；急流轴位于斜压卷云带只有较小的变形云带；急流轴位于斜压卷云带北界附近，地面冷锋和锢囚锋沿云系的整齐后边界分析，暖锋定在北界附近，地面冷锋和锢囚锋沿云系的整齐后边界分析，暖锋定在斜压卷云带最宽处。斜压卷云带最宽处。( (2)B2)B类气旋型类气旋型：它是从对流层中部向上向下发展起来的，强度比：它是从对流层中部向上向下发展起来的，
74、强度比A A类强，类强，由于强风作用，斜压卷云带移动较快，有时可能出现与逗点云系由于强风作用，斜压卷云带移动较快，有时可能出现与逗点云系B B分离开来，其中出现云断裂空隙，但是云中急流并不强。分离开来，其中出现云断裂空隙，但是云中急流并不强。台风云型台风云型 台风是热带气旋发展的最高阶段，它经历了台风是热带气旋发展的最高阶段，它经历了热带低压、热带风暴、强热带风暴三个阶段后才热带低压、热带风暴、强热带风暴三个阶段后才发展为台风。热带气旋发展初期，其云型千姿百发展为台风。热带气旋发展初期，其云型千姿百态，大体可以归结为热带辐合带中扰动、东风波态，大体可以归结为热带辐合带中扰动、东风波和高空冷涡等
75、。台风云型主要由外部螺旋云带、和高空冷涡等。台风云型主要由外部螺旋云带、中心密实云区和眼区三部分组成。中心密实云区和眼区三部分组成。台风云型台风云型1 1 螺旋云带螺旋云带：一条或多条宽度多在：一条或多条宽度多在1/21/2纬距以上不等纬距以上不等的云带，旋向一个共同中心汇合，云带常常嵌着的云带，旋向一个共同中心汇合，云带常常嵌着一些白亮的对流云团。一些白亮的对流云团。台风云型台风云型2 2 中心浓密云区中心浓密云区：螺旋云带的汇合：螺旋云带的汇合( (曲率曲率) )中心或眼区的四中心或眼区的四周围的白亮密实中心云区称作中心密实云区。密实云区周围的白亮密实中心云区称作中心密实云区。密实云区的形
76、状和大小是估计台风风力和强度的有用参数。而密的形状和大小是估计台风风力和强度的有用参数。而密实云区的边界特征对判断台风是否发展有一定参考作用。实云区的边界特征对判断台风是否发展有一定参考作用。例如对于一个发展的热带风暴，中心稠密云区的形成过例如对于一个发展的热带风暴，中心稠密云区的形成过程，其形状由不规则变成椭圆，再变成圆形。而它的边程，其形状由不规则变成椭圆，再变成圆形。而它的边界通常由参差不齐和不均匀变得光滑和整齐，或有纹理界通常由参差不齐和不均匀变得光滑和整齐，或有纹理的卷云区，称之为卷云罩。亮度也加强变得更密实又白。的卷云区，称之为卷云罩。亮度也加强变得更密实又白。相反，当气旋停止发展
77、趋向减弱时，密实云区的边界变相反，当气旋停止发展趋向减弱时，密实云区的边界变得模糊和不规则，云的结构变松散，亮度也降低得模糊和不规则，云的结构变松散，亮度也降低。 台风云型台风云型3 3 眼区眼区：台风中心附近的少云或：台风中心附近的少云或无云区，卫星云图上表现为无云区，卫星云图上表现为一个小黑点，容易识别。但一个小黑点，容易识别。但是当热带气旋尚未达到台风是当热带气旋尚未达到台风强度时，其环流中心就没有强度时，其环流中心就没有黑点，若把热带气旋的环流黑点，若把热带气旋的环流中心也当作广义上的眼，那中心也当作广义上的眼，那么，眼可以在密实云区的外么，眼可以在密实云区的外部附近，由几条螺旋云带汇
78、部附近，由几条螺旋云带汇合而成；眼也可以在一带或合而成；眼也可以在一带或几条云带包围的汇合中心；几条云带包围的汇合中心；眼也可以在准圆形密实云团眼也可以在准圆形密实云团的几何中心。的几何中心。 台风云型台风云型4 4 台风倒槽与冷空气结合台风倒槽与冷空气结合：产生暴雨：产生暴雨和强对流天气。和强对流天气。86078607号台风即将号台风即将在广东陆丰登陆时，台风与西南在广东陆丰登陆时，台风与西南季风相连接，在台风的东北部，季风相连接，在台风的东北部，副高边缘东南风急流极强，副高边缘东南风急流极强，850hPa850hPa最大风速达最大风速达42m/s42m/s，倒槽与倒槽与南下冷空气在长江口附
79、近相遇，南下冷空气在长江口附近相遇，台风倒槽中发生特大暴雨，台风倒槽中发生特大暴雨，4848小小时最大雨量达时最大雨量达1121mm1121mm。倒槽顶位倒槽顶位于上海，南汇、奉贤、川沙遭龙于上海，南汇、奉贤、川沙遭龙卷袭击，死卷袭击，死2020多人，伤多人，伤100100多人，多人，财产损失巨大。财产损失巨大。 5 50 0年年来来最最强强登登陆陆台台风风“桑桑美美”热带辐合带（热带辐合带（ITCZITCZ）云系）云系1. ITCZ1. ITCZ是行星尺度天气系统，卫星云图是行星尺度天气系统，卫星云图上表现为一条准东西走向的长云带，上表现为一条准东西走向的长云带，内嵌许多发展强盛的热带积雨云
80、云内嵌许多发展强盛的热带积雨云云团，与天气尺度扰动相对应，当热团，与天气尺度扰动相对应，当热带扰动弱时，带扰动弱时，ITCZITCZ云带有时也可能云带有时也可能变得很窄，只有变得很窄，只有2-32-3个纬距，并且可个纬距，并且可能成为一条断断续续的云带。能成为一条断断续续的云带。ITCZITCZ分为分为季风槽和信风槽季风槽和信风槽二种，其相应二种，其相应云带也有二种。季风槽是东南云带也有二种。季风槽是东南( (北北) )信风越过赤道，由于偏向力改变转信风越过赤道，由于偏向力改变转为西南为西南( (北北) )风与另一半球的东北风与另一半球的东北( (南南) )信风汇合而成。从云线的走向不难信风汇
81、合而成。从云线的走向不难识别它。信风槽云带常位于赤道附识别它。信风槽云带常位于赤道附近，是由东北信风和东南信风汇合近，是由东北信风和东南信风汇合形成的云带，云系的稠密程度和热形成的云带，云系的稠密程度和热带云团的尺度均不及季风槽。带云团的尺度均不及季风槽。 热带辐合带（热带辐合带（ITCZITCZ）云系）云系2. 2. 热带云团热带云团由许多热带积雨云单体组成，其顶部的卷云砧连成一片，由许多热带积雨云单体组成，其顶部的卷云砧连成一片，云图上表现为白亮密实的云区。云图上表现为白亮密实的云区。其尺度相差很大，小的不到一个纬其尺度相差很大，小的不到一个纬距，大的可达距，大的可达7 7个纬距以上。个纬
82、距以上。云团的垂直方向分为流入层、垂直运动云团的垂直方向分为流入层、垂直运动和流出层和流出层。云团内以上升运动为主，。云团内以上升运动为主，400hPa400hPa以下为辐合上升运动，以下为辐合上升运动，400hPa400hPa以上则为辐散为主。低空为正涡度，高空为负涡度。以上则为辐散为主。低空为正涡度，高空为负涡度。 按其大小与出现在环流系统的范围中，又分为按其大小与出现在环流系统的范围中，又分为季风云团、信风云团季风云团、信风云团和云团宽度小于和云团宽度小于1 1个纬距称它为个纬距称它为玉米花云团玉米花云团三种。三种。热带辐合带（热带辐合带（ITCZITCZ）云系）云系3. 3. 东风波云
83、系东风波云系，形成于信风带中的一个气旋性波动，它在卫星图有三种云，形成于信风带中的一个气旋性波动，它在卫星图有三种云型，它们是型，它们是倒倒V V状云型状云型及波前涡旋状云型和及波前涡旋状云型和波后涡旋状云型波后涡旋状云型。4.4.冷性涡旋冷性涡旋，大洋中部的对流层中、上部冷性涡旋，大洋中部的对流层中、上部冷性涡旋( (切断低压切断低压) )自西向东移自西向东移动动, ,但是在西太平洋副热带高压南侧的高层冷涡也有自东向西移动。但是在西太平洋副热带高压南侧的高层冷涡也有自东向西移动。飑线、雷暴云团和飑线、雷暴云团和暴雨云团暴雨云团1.1.雷暴云团雷暴云团：以产生龙卷、冰雹、大风和强雷暴等剧烈天气
84、为主的云团，：以产生龙卷、冰雹、大风和强雷暴等剧烈天气为主的云团，其特征是，初生时表现较小密实白亮小云块，可见光云图尤为容易发现，其特征是，初生时表现较小密实白亮小云块，可见光云图尤为容易发现，小云块的边界光滑，发展迅速，成熟时，在其高空风的上风一侧边界光小云块的边界光滑，发展迅速，成熟时，在其高空风的上风一侧边界光滑整齐，常呈弧状，下风方一侧为丝缕状的卷云砧，边界模糊。如果几滑整齐，常呈弧状，下风方一侧为丝缕状的卷云砧，边界模糊。如果几个白亮的单体组成一条带状、弧状或逗点状的中尺度云系，称为飑线。个白亮的单体组成一条带状、弧状或逗点状的中尺度云系，称为飑线。雷暴云团和飑线都具有明显的雷暴云团
85、和飑线都具有明显的日变化日变化，陆地上一般出现在午后至傍晚，陆地上一般出现在午后至傍晚，但也有例外。但也有例外。飑线、雷暴云团和飑线、雷暴云团和暴雨云团暴雨云团2.2.暴雨云团暴雨云团：以产生暴雨天气为主的云团，其特征是，发展成熟的云型为：以产生暴雨天气为主的云团，其特征是，发展成熟的云型为圆型、椭圆型或涡旋状，也有半圆或颗粒状，红外云图有向四周伸展的圆型、椭圆型或涡旋状，也有半圆或颗粒状，红外云图有向四周伸展的卷云，边界模糊，云团呈絮状卷云，边界模糊，云团呈絮状, ,可见光云图上还可以看到云顶起伏形成可见光云图上还可以看到云顶起伏形成的皱纹或暗影。只有在初生时云团的边界光滑范围比较大，移速慢
86、而且的皱纹或暗影。只有在初生时云团的边界光滑范围比较大，移速慢而且常出现在高空急流轴的右侧，尤其是在反气旋弯曲下方常出现在高空急流轴的右侧，尤其是在反气旋弯曲下方4-54-5纬距以外的纬距以外的地方。地方。飑线、雷暴云团和暴雨云团飑线、雷暴云团和暴雨云团2.2.暴雨云团暴雨云团：以产生暴雨天气为主的云团，其特征是，发展成：以产生暴雨天气为主的云团，其特征是，发展成熟的云型为熟的云型为圆型、椭圆型或涡旋状圆型、椭圆型或涡旋状，也有半圆或颗粒状，也有半圆或颗粒状，红外云图有向四周伸展的卷云，边界模糊，云团呈絮状红外云图有向四周伸展的卷云，边界模糊，云团呈絮状, ,可可见光云图上还可以看到云顶起伏形
87、成的皱纹或暗影。只有见光云图上还可以看到云顶起伏形成的皱纹或暗影。只有在初生时云团的边界光滑范围比较大，移速慢而且常出现在初生时云团的边界光滑范围比较大，移速慢而且常出现在高空急流轴的右侧，尤其是在反气旋弯曲下方在高空急流轴的右侧，尤其是在反气旋弯曲下方4-54-5纬距以纬距以外的地方。外的地方。 飑线、雷暴云团和飑线、雷暴云团和暴雨云团暴雨云团3.3.温带对流云团的移动和传播温带对流云团的移动和传播：温带对流云单体的移动和传播是两个不同：温带对流云单体的移动和传播是两个不同概念，概念，对流云单体的移动对流云单体的移动是指云随云体中的平均风漂移，而是指云随云体中的平均风漂移，而对流单体的对流单
88、体的传播传播是指对流云的新陈代谢产生视觉上的移动。产生暴雨的云团常常是是指对流云的新陈代谢产生视觉上的移动。产生暴雨的云团常常是若干对流云单体组成的若干对流云单体组成的对流复合体对流复合体。对流复合体的传播方向又分为。对流复合体的传播方向又分为向前向前传播传播和和向后传播两种向后传播两种。前者云团移动很快，主要产生强对流天气；后者。前者云团移动很快，主要产生强对流天气；后者移动很慢，常常造成局地暴雨甚至大暴雨。移动很慢，常常造成局地暴雨甚至大暴雨。中尺度对流辐合体的定义和主要特征（中尺度对流辐合体的定义和主要特征（MCCMCC）定义和主要特征：中纬度地区多个雷暴单体合并成为定义和主要特征：中纬
89、度地区多个雷暴单体合并成为圆形或椭圆形圆形或椭圆形的雷暴的雷暴云群体，并达到规定条件称为中尺度对流辐合体，简称为云群体，并达到规定条件称为中尺度对流辐合体，简称为MCCMCC。MCCMCC在红外云图上表现为一个色调很白的卷云罩，边界比较清晰，有辐散状在红外云图上表现为一个色调很白的卷云罩，边界比较清晰，有辐散状的的卷云丝和上冲云顶卷云丝和上冲云顶，其色调特别白（即亮温特别低）；在可见光云图，其色调特别白（即亮温特别低）；在可见光云图上云顶表现有上云顶表现有纹理和暗影的顶纹理和暗影的顶，反照率大，特别密实，主体的边缘有时，反照率大，特别密实，主体的边缘有时还可能有清晰的圆弧状边界，它是低空浅薄冷
90、湿空气外流的边界，在红还可能有清晰的圆弧状边界，它是低空浅薄冷湿空气外流的边界，在红外云图上也有同样的表现。外云图上也有同样的表现。中尺度对流辐合体的生命史一个西南涡暴雨的实例:1.初生时刻：以各个雷暴单体为主，降水具有对流性特征。1989年7月9日12:32分，在成都的东南方与达县的西南方有一片对流云开始发展（黄箭头所指处），云顶亮温都已达到53度，个别还超过这个值。一小时后这几块云顶亮温普遍都低于63度，其中有二块云顶亮温已经低于75度，其空间尺度仍然为中尺度，再过一小时（14:32分）靠近北纬30度附近的三块对流云在中尺度辐合流场作用下，迅速合并一个较大的中尺度的对流辐合体，通常用英文缩
91、写MCS表示。在MCS西南方向的对流云也产生合并壮大，但发展速度不及北纬30度附近的MCS快，尺度也较小。中尺度对流辐合体的生命史一个西南涡暴雨的实例:1.初生时刻：15：36分北纬30度附近的MCS已发展成为中尺度的MCS，但因为椭圆偏心率大于等于0.7，持续时间大于6小时的规定都不符合规定标准；但是-53度的等温线面积已达到大于等于5万平方公里。 2.胞状时刻：卷云罩进一步发展扩大，-53度边界（青与黑交界处）成为椭圆形，出现上冲云顶，并具有细胞状形式（白色）。中尺度对流辐合体的生命史一个西南涡暴雨的实例:3. 极大值时刻：复合体的卷云罩继续发展，-53度等温线面积达到最大，但这时上冲云顶
92、的最低亮温的面积已经大大缩小（白色），这时降水性质为层状云和对流云的混合性降水。4. 消亡时刻：随着对流减弱，MCC卷云罩拉长，-53度等温线面积小于5万平方公里，全过程演变结束。MCCMCC成熟期的结构特征成熟期的结构特征 950hPa以下为降水雨滴蒸发和拖曳作用形成的弱下沉辐散气流，其性质为很弱的冷高压区。对流层的中下部有强水平辐合，水汽凝结释放出潜热，使空气增暖，最强的暖心位于对流层中上部，对流层上部因为暖，其气压场和风场为反气旋辐散气流，但是在上冲云顶处，因其云顶特别高，而其亮温又变为冷云顶。北槽南涡型暴雨实例北槽南涡型暴雨实例实例实例：局地锋与涡前西南气流共同作用产生局地暴雨。（一）
93、 冷空气南下与高原低涡云图特征：93年4月29日08时天气图上有一条干冷锋从河套南下，郑州附近的一片高云是高空小槽造成的一片卷云。青海省在长波槽逗点云系前有一个热低涡的涡旋云系，在涡的东南方开始有一块对流云发展，5个小时以后已发展成一条南北走向的对流云带，最北边一块对流云顶亮温已达-68.9度，在云的东侧有一块补偿强下沉区,亮温为33度,在其SSE方位已有一块对流云发展。北槽南涡型暴雨实例北槽南涡型暴雨实例（一） 冷空气南下与高原低涡云图特征： 这时河南境内处在干冷锋前的一片晴空区中，相应的天气图丝毫找不出未来将要产生暴雨的象征，从诊断分析上，郑州附近上空低空辐合，高空辐散，而且高层有强烈的锋
94、生作用。平流层上的锋生作用，造成次日对流层上部和边界层中部都出现锋生作用，并有锋面加强。北槽南涡型暴雨实例北槽南涡型暴雨实例（一）冷空气南下与高原低涡云图特征： 850hPa等压线变密集，气流切变加大，辐合大大加强，而500hPa郑州附近没有锋生作用，三维空间的散度空间分布仅有低空辐合。30日辐合区移到郑州上空，而高空辐散中心略超前；其水汽通量散度的辐合带从郑州的西南伸向郑州，30日辐合中心移到郑州附近。河南省局地暴雨发生的前24小时在诊断分析上可以看出有产生降水的迹象。北槽南涡型暴雨实例北槽南涡型暴雨实例（二） 对流云带向前传播与河南境内局地锋生共同作用14时对流云带经过5小时已经向前传播到
95、成都与西安之间，对流云带前沿的弧状云线已到西安，三小时以后弧线云中已发展起大小不等的对流云（红箭头指处）。北槽南涡型暴雨实例北槽南涡型暴雨实例（二）（二） 对流云带向前传播与河南境内局地锋生共同作用对流云带向前传播与河南境内局地锋生共同作用 3030日日0101时对流云已经发展壮大成为准圆形的中时对流云已经发展壮大成为准圆形的中尺度的云团。尺度的云团。3030日日0404时中时中云团合并成中云团合并成中云团。它们爆发性发展、合并，而且是前面发云团。它们爆发性发展、合并，而且是前面发展后面消失，展后面消失，对流复合体对流复合体前进速度特别快。前进速度特别快。北槽南涡型暴雨实例北槽南涡型暴雨实例（
96、二）（二） 对流云带向前传播与河南境内局地对流云带向前传播与河南境内局地锋生共同作用锋生共同作用 4 4月月3030日日0808时成为一个时成为一个蝴蝶状的对蝴蝶状的对流云集合流云集合，它由三个大云团组成，其云顶亮，它由三个大云团组成，其云顶亮温分别为温分别为-73.4-73.4度，度，-67.4-67.4度以及度以及-73.4-73.4度，度，东西两块云团云顶亮温虽是相同，但是酿成东西两块云团云顶亮温虽是相同，但是酿成的降水却有很大差别：东云团为大到暴雨，的降水却有很大差别：东云团为大到暴雨，而西云团只降小到中雨。为什么云团表现相而西云团只降小到中雨。为什么云团表现相似而降水量有如此大的差别
97、？这必须从天气似而降水量有如此大的差别？这必须从天气图上分析、物理量上诊断才能获得答案。图上分析、物理量上诊断才能获得答案。北槽南涡型暴雨实例北槽南涡型暴雨实例（三）（三）天气图分析特点天气图分析特点：19931993年年4 4月月2929日日0808时郑州处在高空槽线，槽后有冷平流，锋时郑州处在高空槽线，槽后有冷平流，锋区并不明显，区并不明显，5 5月月1 1日由于低层锋生作用，日由于低层锋生作用，850hPa850hPa图上锋区明显加强，西边低涡的云图上锋区明显加强，西边低涡的云团是出现在低涡北部暖区中，而冷空气南团是出现在低涡北部暖区中，而冷空气南侵的部位是在低涡的东北方向。侵的部位是在
98、低涡的东北方向。850hPa850hPa图图上低涡后部没有冷平流，暖涡的降水量通上低涡后部没有冷平流，暖涡的降水量通常是不及热力不对称低涡。常是不及热力不对称低涡。冷空气冷空气南侵南侵低涡后部低涡后部无冷平流无冷平流北槽南涡型暴雨实例北槽南涡型暴雨实例（四）（四）锋生后的对流复合体锋生后的对流复合体 锋生后对流复合体随锋锋生后对流复合体随锋面南下，造成四川、湖北、湖南、面南下，造成四川、湖北、湖南、局部大到暴雨。洛阳、开封继续局部大到暴雨。洛阳、开封继续降倾盆大雨，但是降倾盆大雨，但是1111时东云团比时东云团比0808时大大缩小，云顶高度也降低，时大大缩小，云顶高度也降低，其亮温升高了其亮温
99、升高了5 5度，度，4 4小时后中间小时后中间的云团与残留的东云团合并，对的云团与残留的东云团合并，对流云带逼近武汉，流云带逼近武汉，2020时对流云已时对流云已抵达长江以南，仍然表现出前面抵达长江以南，仍然表现出前面有新对流云生长（红箭头所指处）有新对流云生长（红箭头所指处），这种向前传播的对流复合体表，这种向前传播的对流复合体表现出移动快的特点。现出移动快的特点。北槽南涡型暴雨实例北槽南涡型暴雨实例（四）（四）锋生后的对流复合体锋生后的对流复合体 锋生后对流复合体随锋锋生后对流复合体随锋面南下，造成四川、湖北、湖南、面南下，造成四川、湖北、湖南、局部大到暴雨。洛阳、开封继续局部大到暴雨。洛
100、阳、开封继续降倾盆大雨，但是降倾盆大雨，但是1111时东云团比时东云团比0808时大大缩小，云顶高度也降低，时大大缩小，云顶高度也降低，其亮温升高了其亮温升高了5 5度，度，4 4小时后中间小时后中间的云团与残留的东云团合并，对的云团与残留的东云团合并，对流云带逼近武汉，流云带逼近武汉，2020时对流云已时对流云已抵达长江以南，仍然表现出前面抵达长江以南，仍然表现出前面有新对流云生长（红箭头所指处）有新对流云生长（红箭头所指处），这种向前传播的对流复合体表，这种向前传播的对流复合体表现出移动快的特点。现出移动快的特点。陆龙卷的监测和预报陆龙卷的监测和预报 通过通过监测雷暴云顶亮温的监测雷暴云顶
101、亮温的变化变化，可以对，可以对陆龙卷陆龙卷作出作出临近临近预报预报。一、一、 陆龙卷实例一陆龙卷实例一： 发生在发生在1996年年7月月15日日01时扬州的陆龙卷。时扬州的陆龙卷。 陆龙卷的监测和预报陆龙卷的监测和预报 通过监测雷暴云顶亮温的变化，通过监测雷暴云顶亮温的变化，可以对可以对陆龙卷陆龙卷作出临近预报。作出临近预报。一、一、 陆龙卷实例一陆龙卷实例一： 发生在发生在1996年年7月月15日日01时扬州的时扬州的陆龙卷。陆龙卷。在红外云图在红外云图上，在洪泽湖上，在洪泽湖（橘黄箭头）有一个中（橘黄箭头）有一个中尺度的对流云尺度的对流云团。陆龙卷在团。陆龙卷在水汽图像上的结构水汽图像上的
102、结构更加更加清楚些，灰度对比更清晰。清楚些，灰度对比更清晰。15日日00时时的的马蹄形云马蹄形云(红色箭头红色箭头)最清晰，一小最清晰，一小时后龙卷发生，随后云形松散。时后龙卷发生，随后云形松散。二、 陆龙卷实例二： 发生在1996年7月18日的上海陆龙卷。云图特征是：在高空槽盾形云系的前方有星星点点的对流云（红色箭头所示）发展，产生合并，17时31分变形为胡萝卜状，一小时后龙卷出现在窄头亮温梯度最大处附近。在水汽图上的胡萝卜状云形(箭头)比红外云图上清晰。二、 陆龙卷实例二： 产生龙卷的对流云在可见光云图上具有一定的特点。当太阳高度角高时对流云顶的暗影表现不很明显，但是云顶起伏还是能看出。1
103、8时31分过程结束时表现出云体结构松散。三、龙卷实例三：1997年5月27日美国得克萨斯州的龙卷。1. 雷达回波特点;2. 云图特点;3. 龙卷路径特点,图中有8个龙卷沿着高热的公路移动(图中粗黑色线为公路)草原和森林火灾的监测草原和森林火灾的监测草原或森林发生火灾的地区，温度远高于周围地区。采用3.7m波段，对高温区特别敏感，利用3.7m可以监测林区和草原发生的火灾。 红色部分表示内蒙古地区林区及草原火灾图象红色部分表示内蒙古地区林区及草原火灾图象卫星监测海面温度卫星监测海面温度气象卫星可以在红外大气窗区测量洋面、海面发射的辐射，按普朗克公式由这种辐射可以监测洋面和海面温度。由于大气的吸收和
104、视线的倾斜等原因，现有多种方法监测海面温度：单通道海面温度求取，建立全球海面温度计算业务，这一技术在1980年前的业务中使用；1981年以后，多通道海面温度估算技术投入业务，这一技术较之以前有很大改进，包括消除云和水汽订正，使计算结果精度有很大提高; 上图显示了中国沿海地区海温分布，深蓝色是温度较高的区域，浅蓝色是温度较低的区域 海面悬浮物质的监测海面悬浮物质的监测在海洋中，泥沙含量不同，其反射率也不同，气象卫星可见光通道0.580.68 m对水体含沙量的变化很敏感，很适于遥感泥沙含量。左图为渤海湾水域含沙量分布图，浅色区为高浓度悬沙区，暗色区为低浓度含沙区；右图为长江口区水域含沙浓度分布图，浅蓝色区是高浓度含沙区。 植被的监测植被的监测利用绿色植被在可见光和近红外波段中反射率的差异，叶绿素在近红外波段的反射率显著加大，并决定叶绿素含量，可监测植被生长状况。通常用NDVI=（Ch2-CH1）/ （Ch2+Ch1） 来表示。我国夏季植被分布状况
