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中国空间科学技术年月
第期
气象卫星在地球环境和
自然灾害监测中的应用
许健民
卫星气象中心
摘要气象卫星产品在气候, 水份循环、地表环境和自然灾害监测中有广泛的
用途。文章介绍了这些气象卫星产品的推导原理和应用情况。
主题词气象卫星, 自然科学, 云照片, 应用。
:
口
气象卫星是利用遥感仪器对地球表面及其外层大气进行观测的。遥感仪器主要有成象仪
和垂直探测仪。每个仪器的光谱波段都经过精心选择,有特定的用途,称为通遭。成象仪器
选用的遥感光谱波段都在大气窗区,用于透过大气层观测下面的云和地球表面状况垂直探
测仪选用的光谱波段则位于大气吸收带及其边缘,它利用大气在这些波段对光谱的吸收和放
射与大气中某些组成成份的含量及温度有关这种性质,通过对这些光谱波段的观测反推大气
微量组成成份的含量及大气温度垂直分布。
利用气象卫星作为观测平台遥感地球大气与传统的场地观测相比,有许多突出的优点
卫星遥感自上而下,能取得地球表面环境及其外围大气的总体图象, 其资料在空域上是连续
的。而场地观测只是抽样观测,所获得的资料是离散的卫星遥感可以获得全球资料,而场
地观测只有在设站的地方才获得资料。卫星遥感不干扰被测目标物, 资料的代表性好, 而场
地观测很难傲到这一点。
与飞机遥感和地球资源卫星遥感相比,气象卫星观测也有它的特点。飞机和地球资源卫
星遥感虽然空间分辨率高,可以迭蓟几十米, 甚至更好。但是飞机不可能做有规则的长期观
测。而地球资源卫星对地球巡视一遍要天,对于观测地球表面的动态环境以及自然灾害,
其时间分辨率是不够的。极轨气象卫星观测的空间分辨率为左右, 虽然低一些,但是
它每天可以巡视地球两次,有高的时间分辨率。因此它已成为监视大范围地球动态环境及某
些自然灾害的有力工具。一
对于人类有主要影响的地球环境大致可分成四个方面即大气圈、水圈、生物圈和岩石
圈。气象卫星对地球环境的动态变化及其相关联的自然灾害,可以在一定程度上进行监澳。
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在大气圈方面,本文只涉及气象卫星在监视与气候变化有关的因素中的作用,其中包括
辐射平衡、云、大气微量组成成份和气溶胶的监视。
水份循环实际上也是重要的气候因素。它与人类生存关系十分密切,在环境科学中被列
为一个主要的方面。本文讨论用气象卫星观测大气中的水汽以及地球表面的液态和固态的
水对海表水温的观测也将进行讨论。
气象卫星对变化迅速的地表动态环境, 如: 植被、林火、海洋中的泥涉也有观测能力,
本文最后介绍气象卫星在这些方面的应用。
二、气象卫星在气候变化监测中的应用
近年来, 气候变化及其对国民经济甚至全球社会的影响已引起各国政府的关注。由于人
类大量使用石化燃料并砍伐森林,大气中二氧化碳等温室气体的含量增加,全球平均地面气
温升高。全球增温将引起降水分布格局的变化,从而将影响农业的发展。另外,全球增温以
后,两极的冰雪将溶化, 海平面将上升, 沿海低地和岛屿可能被海水吞没。因此气候变化实
况的监视以及可能影响气候变化的因素的观测倍受重视。这些任务都需要依靠气象卫星来完
成。
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