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卫星云图辨别
卫星云图辨别
--卫星云图的鉴识
一、卫星云图的分类卫星云图可以依据卫星所接受的波长范围分为三类:
红外图像(IR):(VIS):—(WV):,反响了地面和云面的红外辐射或温度的分布。
淡色彩表示红外辐射小,温度低;暗色彩表示红外辐射大,温度高。所以云顶高度越高,其温度越低,云的色彩越白。红外云图的长处是可区分不一样层次的云。弊端是因为温度周边的关系,不可以区分地面和低云。可见光云图可见光云图中亮度与星下底物表面的反照率相关很好。图像较黑的色彩代表低的亮度(低的反射辐射强度);较亮的色彩代表高亮度。高反照率的云,云厚度大,云中水含量高,云滴的均匀尺度小;低反照率的云,云厚度小,云中水含量低,云滴的均匀尺度大。可见光云图的长处是分辨率高,可区分地面和低
云,云的纹理清楚。弊端很明显,因为仅靠目标物反射,所以夜间
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资料不行用。水汽云图
波长6-7um周边是以水汽为汲取体的一个谱区。在强汲取带中,到达卫星的辐射主要来自对流层上部。水汽图像和红外图像一
样,把接收到的辐射变换为温度来显示。对流层上部高湿区显的亮(冷),低湿区显得
暗(暖)。即使对流层上部很干燥,近地层大气依旧可能很湿。水汽云图长处是,可供给大气水平运动信息。弊端是其主要反响了400hPa-600hPa的水汽,对于其余汲取谱区没法显示。
二、云图鉴识判据:在卫星云图上,云的鉴识可以依据以下六个判据:结构型式、范围大小、界限形状、色彩、阴影和纹理。结构形式在云图上,所谓结构型式是指目标物对光的不一样强弱的反射或其
辐射的发射所形成的不一样明暗程度物象点的分布式样,这些物象点的分布可以是有组织的,
也可以是凌乱的,即表现为必定的结构型式。卫星云图上云的结构型式有带状、涡旋状、团状
(块)、细胞状和波状等。
由云的结构型式有助于鉴识云的种类和云的形成过程,如:冬天洋面的张口细胞状云系,是
由积云或浓积云构成,它是冷空气到达洋面受海面加热变性而形成的;大尺度的带状云系主
若是由高层云和高积云
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构成的;团状云块一般是积雨云等。由云的分布型式有助于鉴识天气系统,如锋面、急流呈带状云系,台风、气旋(低压、冷涡)拥有涡旋结构等。在一张云图上,常包含有好多复杂型式,而且有些型式是互相重迭的,这种重迭型式常是因为陆地地貌、水、冰雪和云同时存在引起的,也许是因为高、中、低云同时造成的,这种复杂型式的解析要很仔细,可借助不一样时相和多通道云图互相比较,以及对物象的认识,鉴识结构型式和形成原由。范围大小在卫星云图上,云的种类不一样,其范围也不一样。如与气旋、锋面
相连的高层高积云和卷云的分布范围很广,可达上千公里;而与中小尺度天气系统相联的积
云、浓积云和积雨云的范围很小。所以从云的范围可以鉴识云的种类、天气系统的尺度和
大气物理过程。如在山脉背风坡一侧出现的摆列互相平行的细云线,就能知道这是山脉背风
坡一重视力波形成的。
在卫星云图上,各种物象都有自已的界限形状,所以依据不一样的界限可以鉴识各种物象。各种云的界限形状有直线的、圆形的、扇形的,有呈气旋性曲折的、也有呈反气旋性曲折的,有的云(如层云和雾)的界限十分整齐圆滑,有的云(积云和浓积云)的界限则很不整齐。云的界限还是判断天气系统的重要依照,如急流云系的左界整齐光
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滑,冷锋云带呈气旋性曲折等。色彩
色彩有时也称亮度或灰度,它是指卫星云图上物象的明暗程度。不一样通道图象上的色彩代
表的意义也不一样。如可见光云图上的色彩与物象的反照率、太阳高度角相关。对云而言,其色彩与它的厚度、成份(水滴或冰粒子性质)和表面的圆滑程度相关。云的厚度越厚,反照率越大,
色彩越白,大而厚的积雨云的色彩最白,所以由云的色彩可以计算云的厚度。在同样的照明和
云厚条件下,水滴云要比冰云白。对水面的色彩取决于水面的圆滑程度、含盐量、污浊度和水
层的深浅,一般地说,圆滑的水面(风很小)表现为黑色;水层越浅,水越污浊,则其色彩越浅。
在红外云图上,物象的色彩决定于其自己的温度,温度越高色彩越黑。因为云顶温度随大
气高度增添而降低,云顶越高,其温度越低,色彩就越白;所以依据物象的温度能鉴识云
属于那一各种类和地表。积雨云和卷云的色彩最白,夏季白日沙漠地区,温度高,色彩很
黑。
在短波红外云图上,白日物象一方面反射太阳辐射的同时,其以自己的温度发出短波红外辐
射,所以图象上的色彩不但取决于反照率,还决定于温度,造成图象十分复杂,依据色彩识
别物象很困难。在水汽图上,依据色彩可以鉴识水汽分布,但是由水汽图也能鉴识积雨云和卷云。暗形阴影是在必定太阳高度之下,高的目标物在低的目标物上的投影。
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所以阴影都有出现于目标物的背光一侧界限处。阴影只好出现于可见光云图上,它反响了云
的垂直分布状况。由阴影可以鉴识云的种类。在解析阴影时要注意以下几点:)阴影的宽度与云顶高度相关,云顶越高,阴影越宽。2)阴影的宽度与太阳高度角相关,太阳高度角越低,迎太阳一侧云的色彩越光明,背
太阳光一侧出现阴影。所以冬天中高纬度地区或清晨的卫星云图上,一些较高云的阴影较明
显。而太阳高度角较高时,如低纬度地区或正午前后时期,即即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,阴影出现于云的西界限一侧;如若是下午的云图上,则阴影出现于云区的东界限一侧。
4)阴影只好出现于色彩较浅的下表面上,如低云、积雪或太阳耀斑区内简单见到阴影。在解析阴影时要将裂缝与阴影区分开。纹理纹理是指云顶表面或其余物象表面圆滑程度的判据。云的种类不一样、或云的厚度不一,使云顶表面很圆滑也许表现多起伏、多斑点和皱纹,也许是纤维状。由云的纹理能鉴识不一样种类的云。假如云顶表面很圆滑和均匀,表示云顶高度和厚度相差很小,层云和雾拥有这种特色;假如云的纹理多皱纹和斑点,就明云顶表面多起伏,云顶高度不一,积状云拥有这种特色;假如云的纹理是纤维状,则这种云必定是卷状云。
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有时在大片云区中出现有一条条很亮的或暗的条纹,其可以是直
线或曲折的,这些条纹称“纹路”或“纹线”。这种纹线与云的走向相关,指示
1000—
500百帕间等厚度线的走向。
三、各种云的鉴识
由以上鉴识云的六个判据,能鉴识三大类:卷状云、对流性云和层状云,此中包含九
种云:卷状云、积雨云、中云(高层高积云)、积云浓积云、层积云、层云或雾等。在卫星
云图上上显示的云是地面察看到云的会集体,假如地面察看到的云小于卫星探测的分辨率,
则这种云在卫星云图上难以鉴识。1卷状云卷云的色彩
卷云的高度高,温度低,它由冰晶构成,反照率低,对可见光拥有透明性。所以其色彩:)在红外云图上,平时表现成白色,与地表、中低云间有强的比较度,很简单将它们区分开。只有十分稀少的卷云,色彩较暗。)在可见光云图上,卷云的色彩变化范围很大,由深灰到浅白色,这决定于卷云的厚度,有时能透过卷云看到其下边的地面目标物。)在水汽图上,卷云的色彩呈白色。卷状云的鉴识在卫星云图上,卷云分为:卷层云、纤维(羽毛)状卷云、卷云砧和
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密卷云。它们的特色有:卷层云
1)结构型式:卷层云与高空槽、急流、锋面平和旋等天气尺度系统相联,可以表现为盾状、带状和涡旋状;
(2)范围大小:卷层云常表现为范围很大云区或云带,可达千余公里;(3)界限和阴影:与急流相联的卷云,左界整齐圆滑,在可见光云图上常常有阴影出现;
(4)纹理:卷层云云区均匀而圆滑,只有在其界限处出现一些短的纤维状卷云。
纤维状卷云纤维状卷云在我国西部青藏高原地区好常见,原由是高原上中低云系比东部地区少,而东部地区的纤维状卷云多出现于卷层云的界限处。
纤维状卷云的特色有:
(1)结构型式:纤维状卷云可以呈带状;其余在涡旋状云区中也可见到纤维卷云。2)纹理:这种卷云的主要特色是纹理为纤维状。3)范围大小:有的宽度可达50—100公里、长达千余公里,也有的仅表现为很短的卷云羽。
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卷云砧卷云砧是积雨云顶部的伪卷云。它的特色有:
1)结构型式:在卫星云图上呈砧状。2)界限形状和纹理:上风方向一侧界限整齐圆滑,下风一侧
界限出现纤维状或羽状纹理,且越往下风方向去色彩越变暗;在积雨云顶母体处,纹理均匀圆滑。
3)阴影:在可见光云图上常可见到卷云砧的阴影。密卷云
密卷云是指冰晶很茂密,反照率很强的卷云,它的特色是:密卷云常成一团团茂密的球状或长条状;薄卷云在红外云图上的表现薄卷云的透过特征
卷云是由冰晶构成的,而冰晶拥有透过红外辐射的特征,对于11微米红外通道,卷云对红外辐射是半透明的,其透过率与云的垂直厚
度及云内冰晶含量相关。薄卷云比厚卷云更透明,如对于必定冰晶浓度和粒子大小、,可以透过下边发射辐射的80%,,
只好透过下边发射辐射
的20%。因为卷云对红外辐射是半透明的,所以卫星丈量到的辐射来自卷云顶较小(冷)辐射和由卷云下边向上传输较暖的辐射两部分之和,
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由这辐射计算的卷云顶温度比实质的要高,而预计的云顶高度过低。薄卷云在红外图上的色彩变化:在红外云图上卷云的色彩变化很大,它与卷云的厚度、卷云下边辐射面温度和大气层结相关。
卷云下边有中云存在时的色彩:如在一层薄卷云下边有中云,则卫星丈量的辐射
一部分来自温度比地表冷的中云,另一部分来自卷云,则这种卷云比下边没有中云的薄
卷云更冷一些。对于下边没有中云的卷云,其色彩常与较低较暖的中云色彩周边。积雨云卫星云图上的积雨云常常是几个雷暴单体的会集,它的主要特色有:、结构型式:积雨云在卫星云图上常呈团状结构,称为云团。当高空风很小时,风的垂直切变小,积雨云呈近乎圆型的云团;当高空风很大时,风速的垂直切变很大,积雨云呈椭圆型云团,长轴方向与风的垂直切变方向一致;积雨云团到成熟时,下风一侧出现卷云砧。色彩:因为积雨云顶最高最冷,所以无论是红外云图,还是可见光云图也许水汽图上,其色彩最白。
界限形状:积雨云的界限与其发展阶段、风速垂直切变相关。当积雨云处于初生阶段时,云的界限圆滑整齐;当积雨云到发展和成熟阶段时,其界限处出现短的卷云羽。当风的垂直切变很大时,积雨云出现卷云砧的界限特色。
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范围大小:积雨云是一种与中小尺度天气系统相关的云系,其尺度相差很大,小的只有十几公里,大的可达几百公里;一般说来,初生的积雨云尺度小,呈小颗粒状;成熟的积雨云云体较大。有些积雨云互相合并,连成一片,形成尺度达数百公里的云区,这种云系称为对流复合体。纹理:积雨云云顶达对流层顶,所以一般地说,积雨云的纹理较为圆滑均匀,特别是在红外云图上。但是当出现穿透性强对流云时,云顶呈多起伏,在可见光云图上呈多皱纹和斑点的纹理特色。阴影:一般地说,积雨云云顶高,有阴影。但是积雨云在夏季最活跃,这时除早晚时刻,太阳高度角大,阴影不时时都明显。解析时要注意。中云(高层、高积云)在卫星云图上,因为高积云单体远小于卫星仪器的分辨率,没法将高积云与高层云差异开来,只好将高积云和高层云统称为中云。中云是与天气尺度系统相联的一种云系,它的一些特色与大尺度天气系统相关。主要表现为:结构型式和范围大小:中云在卫星云图上表现为一大片,范围可达二万到二十万平方公里。其型式可以是涡旋状、带状、线状和逗点状。色彩停纹理:
1)在可见光云图上,与锋面、气旋相连的中云色彩很白,纹理均匀,常常陪同有低云(雨层云)和降水同时出现。
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