在氣象衛星觀測平臺上,遙感探測器從宇宙空間對地球大氣進行觀測得到的地球雲覆蓋和地表特徵的圖像。各種不同尺度的天氣系統的雲區、各種不同的地表特徵,在這種圖像上都有其特定的色調、範圍大小和分佈形式。利用衛星雲圖可以識別不同的天氣系統,確定它們的位置,估計其強度和發展趨勢,為天氣分析和天氣預報提供依據。衛星雲圖具有全球覆蓋和高時空解析度等特點,在常規觀測資料稀少地區和對生命史短的中小尺度強對流天氣系統的監測等方面作用更為突出。

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中國“風雲”2B號氣象衛星傳回的衛星雲圖

  按氣象衛星上獲取雲圖的遙感探測器的光譜通道不同,衛星雲圖分為可見光雲圖和紅外雲圖兩大類。

  氣象衛星上的掃描輻射儀對地球大氣進行掃描觀測,其中在可見光通道(如波長在0.5微米附近)得到的雲圖稱為可見光雲圖。在可見光雲圖上,不同種類的雲和不同性質的下墊面,由於其反照率不同,表現為不同的亮度或灰度。最亮的、反照率最大的區域表現為白色,如積雨雲。反照率最低的區域表現為黑色,如深海海洋。荒漠和沙漠地表在晴空的可見光雲圖上呈灰色。可見光雲圖是形象而直觀地區分不同種類雲和地表的主要工具。但這種雲圖的獲取需要光照條件,隻在白天有圖像。

  掃描輻射儀在大氣紅外窗區波段(通常是10~12微米)遙感地球大氣的發射輻射所獲得的雲圖稱為紅外雲圖。它不依賴日射,可以晝夜獲取雲圖。在這個波段大氣的吸收很少,衛星上所探測的輻射主要來自雲層(有雲地區)和地表(晴空區)。根據輻射定律,紅外輻射的強度取決於發射物體的溫度。因此,紅外雲圖實際上就是地表和雲頂溫度的分佈圖像。溫度越低、雲頂越高的雲區在紅外雲圖上越白(如積雨雲頂)。由於地表溫度有日變化,所以紅外雲圖上地表色調也有日變化。在紅外雲圖上,便於分析識別高、中、低雲,但難於識別低雲與周圍溫度相近的地表;便於識別雲頂很高的卷雲,但難於識別雲區內起伏多變的紋理結構。在實際衛星雲圖分析應用時,總是把上述兩種雲圖配合使用,得到最佳的分析識別效果。

  隨著遙感技術的發展,利用大氣的水汽吸收帶(如6.7微米附近)獲取的水汽圖像和微波窗區通道(89吉赫和150吉赫)獲取的微波圖像,也具有一定的監測雲和地表的能力。