第1-2章_气象卫星遥感原理.ppt
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气象卫星资料在天气分析和预报中的应用,南京信息工程大学大气物理学院,肖稳安,Tel:
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2013.8.28.,第一章气象卫星探测概述,大气物理学院肖稳安Tel:
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第一节气象卫星遥感的意义和内容背景:
二十世纪4050年代,科技发展的两大突出进展:
1946年现代电子计算机技术研制成功,大大地缩短了科学进程。
空间科学的迅速发展,出现了人造卫星,人类向宇宙空间进军,并广泛应用于天文、气象、地质、海洋、农业、军事和通信等领域。
气象卫星1960年4月1日,TIROS卫星升空,开创了人造卫星应用于气象的新纪元。
气象卫星:
在宇宙空间、固定的轨道上,携带着各种气象探测仪器,测量诸如温度、湿度、风、云、和辐射等气象要素和雷电等天气现象,用于气象观测目的的人造星体。
仪器越来越先进,精度越来越高。
遥感的概念在一定距离之外,不直接接触被测物体和有关物理现象,通过探测器接收来自被测目标物发射或反射的电磁辐射信息,并对其处理、分类和识别的一种技术。
遥感探测的设备传感器,运载工具,遥感探测的内容遥感信息获取手段的研究;各类物体的辐射波谱特性及传输规律的研究;遥感信息的处理与分析判读技术的研究。
遥感探测的分类:
按工作方式分为:
被动遥感和主动遥感;按波段分为:
紫外遥感、可见光遥感、红外遥感和微波遥感;按对象分为:
大气遥感、海洋遥感、农业遥感和地质地理遥感等。
在空间固定轨道上运行自上而下进行观测全球和大范围的观测遥感探测使用新的探测技术丰富的观测资料受益面广,极轨卫星观测,静止卫星观测,第二节气象卫星遥感观测的特点,第三节卫星遥感观测资料的作用,在大气科学中的应用农业遥感中的应用林业遥感中的应用海洋遥感中的应用军事气象中的应用航空气象中的应用空间环境监测中的应用通信中的应用,增加了气象观测资料的内容填补了洋面和荒漠地区的观测资料实现了连续监视暴雨洪水和冰雹、龙卷、强风、雷电等强雷暴天气,使临近预报成为可能监视海洋上的天气系统,改进了洋面天气预报改善高原天气分析和预报加深了对天气系统的理解改进了长期天气预报收集和转发各种气象资料,气象卫星资料在大气科学中的应用,第四节气象卫星探测的要求和分类一.气象卫星探测的要求1、环绕地球运行(圆或椭圆)2、在轨运行时间长(寿命长)3、可进行多种观测4、观测资料精度高5、观测连续6、便于观测资料处理,二.近极地太阳同步卫星轨道,1、什么是近极地太阳同步卫星轨道,图太阳同步轨道,2、近极地太阳同步卫星轨道的实现,
(1)卫星轨道平面随地球绕太阳公转时的平动运动一年使卫星卫星轨道平面发生360的转动,平均每天变化为:
360/365天=0.985/天变化方向从东向西,图2-9卫星轨道平面随地球绕太阳公转时的平动运动,
(2)卫星轨道平面进动的利用,10/(1-e2)2(R/a)3.5osi=0.985/天若太阳同步轨道圆形轨道,则a=R+He=0cosi=-9.8510-2R/(R+H)3.5i90进动方向从西向东,(3)近极地太阳同步卫星轨道的实现利用卫星轨道在地球扁率作用下的进动去抵消卫星轨道平面随地球绕太阳运行时引起的转动,即可实现近极地太阳同步卫星轨道。
图2-10太阳同步轨道,3、太阳同步轨道的优缺点,优点:
(1)轨道近似圆形,轨道预告、接收和资料定位方便;
(2)有利于资料处理和使用;(3)全球观测;(4)在观测时有合适的照明,可以得到戳充分的太阳能。
缺点:
(1)对同一地点观测的时间间隔太长;
(2)不利对中小尺度天气系统的监测;(3)相临两条轨道的观测资料不是同一时刻,利用不利。
三.地球同步卫星轨道,1、什么是地球同步卫星轨道,图2-11地球同步卫星轨道,2、地球同步卫星轨道的实现,卫星运行方向与地球自转方向相同;轨道倾角i=0,地球赤道平面与卫星轨道平面重合;轨道偏心率e=0,即轨道是圆形;卫星运行周期T=23小时56分04秒。
H=(/42)T21/3-RH=35860(Km)V=/(R+H)1/2=3.07(千米/秒)实际卫星轨道不可能是圆,有点椭圆形;倾角也不正好等于0,常有1的倾角。
这种误差会使卫星的星下点在以赤道为中心的两侧产生“8”字形的摆动。
3、地球同步卫星轨道的有效利用若在地球同步轨道上每3放置一颗卫星,共可放置120颗卫星,两相临卫星间的距离为2210.04公里卫星的波束宽度应小于20.5。
5、地球同步卫星轨道的优缺点,优点:
(1)高度高,视野广;
(2)对同一地区连续观测;(3)监视中小尺度天气系统;(4)圆轨道,定位、处理、接收方便。
缺点:
(1)不能观测两极;
(2)高度高,精度难提高。
四.气象卫星发射概况,第一颗气象卫星:
1960年4月1日,泰罗斯(TIROS)气象卫星发射。
气象卫星的国家:
美、苏、日、中、印、法国、欧洲空组织和韩国等。
150多颗。
卫星种类:
60年代初,近极地轨道现在,近极地轨道和地球静止轨道两类。
探测仪器:
照相机多光谱高精度扫描辐射仪。
观测内容:
白天单光谱云图的观测昼夜都能准确地提供大气不同高度的温、湿、风、云资料。
气象卫星探测技术有了显著的改进和提高,卫星探测已经成为大气科学不可缺少的有用的现代化探测工具。
FY-1卫星,我国可接收的近极地轨道气象卫星
(1)FY-1C.D.FY-3(01)
(2)NOAAK-N与METOP配对(3)NPOES2010年以后美民用、军用合作,命名为“国家极地轨道业务环境卫星系统”(NPOES)。
(4)METEOR(5)EOS(6)TRMM(7)其它卫星,FY-2卫星,我国可接收的地球静止轨道气象卫星
(1)FY-2(02)C.D
(2)GMS(3)INSAT,五.对未来的展望,1、当前对地观测卫星发展的特点高光谱分辨率1几nm,获取更多的地球、大气信息。
高空间分辨率1几m,获取更详细的地球大气特性。
高时间分辨率几十秒时间间隔,监测快速的时间演变、多功能、多探测器的综合对地观测卫星与单一作业任务的小卫星星座相结合。
2、定量遥感开展遥感资料反演地球物理参数的数学物理模式和算法遥感探测器定标和地面真实性检验相结合。
3、卫星遥感定量参数与其它探测资料结合使用多种探测资料的融合问题。
多种探测资料的同化。
4、遥感技术已经成为监测、研究地球科学各分支学科的重要手段通过努力将成为监测、研究、预测和服务的支柱。
全球气象卫星观测系统,第二章气象卫星遥感大气的基本原理,大气物理学院肖稳安Tel:
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第一节气象卫星遥感的基础气象卫星遥感地球大气的温度、湿度、云雨演变等气象要素是通过探测地球大气系统发射或反射的电磁波而实现的。
因此,电磁辐射是气象卫星遥感的基础。
一.基本辐射量辐射能(Q)辐射通量()辐射通量密度(F):
若M为出射度,E为辐照度,F辐射强度(I):
若各向同性则I=/4,辐射率(辐射亮度)(L):
在单位时间内通过垂直面元法线方向上单位面积、单位立体角的辐射能。
在垂直法线方向:
L(n)=3Q/At=2/A=F/在S方向:
L(s)=3Q()/At=3Q()/Atcos,二.辐射基本定律黑体:
指在任何温度、对任意方向和任意波长,其吸收率(或发射率)都等于1的物体。
a()1灰体:
指其吸收率与波长无关,且为小于1的常数的物体。
a()=C1选择性辐射体:
指其吸收率随波长而变的物体。
aa()辐射平衡:
指一个物体在某一温度从外界得到的辐射能量正好等于本身辐射而失去的能量,使物体温度保持不变的辐射过程。
黑体辐射定律:
普朗克定律(黑体辐射方程):
h是普朗克常数,h=6.626210-27尔格/秒k是波尔兹曼常数,k=1.380610-16尔格/度c是光速若用c1=2c2h,c2=hc/k,方程可变为,(wcm-2m-1),利用波长、频率和波数之间的关系,黑体是普朗体,所以分谱辐射率等于M/,因此,可将普朗克辐射公式表示为:
普朗克函数将发射的单色强度与物质的温度和波长(频率)联系起来;黑体的辐射强度先随波长的增加而增大,但到达某一波长后辐射强度却又随波长的增长而减小。
由普朗克定律可看出:
温度越高,黑体的全辐射能力越大;温度愈高,最大单色(或分谱)辐射能力所对应的波长愈小;太阳近似于6000k的黑体,最大辐射波长为0.474m,在0.154m的范围,辐射能占太阳全部辐射能量当99%;地球近似于300k的黑体,最大辐射波长为10m,在380s的范围,辐射能占地球全部辐射能量当99%;对流层顶近似于200k的黑体,最大辐射波长为14.5m,在4120m的范围,辐射能占对流层顶全部辐射能量当99%。
维恩位移定律和瑞利-琴斯辐射公式将普朗克函数对波长微分得:
maxT=0.2897885(厘米度)由这一关系式可看出,当黑体的温度升高时,最大辐射朝短波方向移动。
由此可测量黑体在某一温度时的最大辐射波长。
斯蒂芬-波尔兹曼定律把普朗克函数由0的整个波长域上积分,就得到黑体的全辐射本领:
由于黑体辐射是各项同性的,因此黑体发射的通量密度为F=B(T)=T4式中是斯蒂芬-波尔兹曼常数,等于5.6710-5尔格cm-2s-1k-4。
表明黑体发射的通量密度与绝对温度的四次方成正比。
它是红外辐射传输的基础。
基尔霍夫定律前面三条定律涉及黑体发射的辐射强度,辐射强度的大小与发射波长和物体的温度有关。
通常,物体吸收和发射之间没有确定的关系。
但在热力平衡条件下,物体可以吸收特定波长的辐射,同时也能发射同样波长的辐射,发射率是温度和波长的函数,即物体发射的辐射就等于吸收的辐射能。
否则物体就要被加热或冷却,这就违背了热力平衡的假设。
因而,在热力平衡条件下,若L是入射的分谱辐射率,则发射的辐射率为:
J=B(T)=aL式中J是物体发射的辐射率;是物体的比辐射率或发射率(定义为发射强度与普朗克函数之比);B(T)是黑体普朗克辐射;a是物体的吸收率(定义为吸收强度与普朗克函数之比);L是入射到物体的辐射率。
如果辐射源与该物体一起处于热力平衡中,则B(T)=L,所以有=a吸收率为a的物体只吸收a倍的黑体辐射强度B(T),同时它发射出倍的黑体辐射强度。
对黑体而言,吸收和发射均为最大,对所有波长有a=1灰体的特征是不能全部吸收和发射,有a=1不难看出基尔霍夫定律表达了两方面的内容:
1、它将物体的吸收与发射联系起来了,一物体在一定温度下发射某一波长的辐射,则该一物体在同一温度下吸收这种波长的辐射。
2、将各种物体的辐射与黑体辐射联系起来了,一个良好的吸收体,也一定是一个良好的发射体,反之亦然。
三.辐射体的温度从黑体辐射定律知道,物体的辐射量都与温度有关。
对于一定的温度,就有一定的辐射光谱分布;反过来,对于一定的辐射光谱分布,可以求取物体的温度。
但是,实际物体并非都是黑体,在实际应用中,须考虑辐射率的影响,为方便定义几种不同的温度。
有效温度(Te):
如果温度为T的物体的出射度为M(T),又设想M(Te)为黑体发出的,即M(T)=M(Te),则黑体的温度Te称为该物体的有效温度。
根据斯蒂芬-波尔兹曼定律得Te=M(T)/1/4由于物体的比辐射率小于1,所以TTe有效温度(Te),也称为等效黑体温度。
色温度(Tc):
如果物体的辐射光谱分布与温度为Tc的黑体物体的辐射光谱分布相一致则Tc称为该物体的色温度。
它可以根据物体的辐射光谱曲线,求出相应的最大辐射的波长m,再由维恩位移公式得Tc=2886/m,亮度温度(Tb):
如果物体发射的辐射亮度L(T)与温度为Tb的黑体辐射亮度B(Tb)相等,即L(T)=B(Tb)则Tb称为该物体的亮度温度。
根据普朗克公式,亮度温度(Tb)又称辐射温度。
由于B(T)B(Tb),所以TbT,或,四.布尔吸收定律辐射率L单色辐射通过有吸收无辐散介质dl距离,辐射改变量-dL与吸收气体的含量dAdl、L成正比dL=-Lk(l)dl式中(l)吸收气体的密度,k分谱质量吸收系数(厘米2克-1),它是给定介质热力状态的函数,k(l)=kV,体积吸收系数(厘米-1)。
对上式沿0l积分得,L0是辐射进入介质时的分谱辐射率。
这就是布尔吸收定律。
式中指数部分称为光学厚度,而把称做光学路径或光程。
对于均匀介质,k、与l无关,在不计散射的情况下,分谱透过辐射L与分谱入射辐射LO之比称为辐射通过介质0l距离的分谱辐射透过率,分谱辐射吸收率为,如果介质是均匀的,则分谱质量吸收系数为,在实际大气中,由于和k随波长变化很快,通常用在一有限波长间隔的平均透过率。
五.大气、地面对辐射的散射和反射1、大气辐射的散射辐射在大气中传输时,会受到诸如分子、尘粒、雾滴和雨滴等粒子的作用,使传播方向发生改变,而向各个方向传播,这就是散射。
散射是大气辐射衰减的重要原因。
但是随粒子大小不同,各个波段的衰减作用也不相同。
取=kS为容积散射系数kS为质量散射系数则辐射通过一路径l后其辐射为,2、地面目标物(包含云)对辐射的反射各向同性、均匀物体表面反射特性描述物体的反射特性时,常用反射率和反照率两个概念。
反射率:
是反射辐射与入射辐射之比反照率:
是自然物体对入射辐射的总反射辐射比。
在气象卫星遥感中,是自某物体返回空间的太阳总辐射能与投射到该物体的总辐射能之比。
反射率和反照率是两个不同的概念。
如图3-2所示,在I方向、立体角d内投射到dA面上的辐照度为L(I)dL(I)是入射辐射率,在I方向产生的辐射率为dL(I)=r(I,I)L(I)dr(I,I)称做反射率。
于是从上半空间所有方向来的入射辐射发生在I方向的反射辐射强度为,图3-2反照率示意图,按照反照率的定义,记为rs,则,即,由此得到反射率与反照率之间的关系为,第二节太阳和地球大气系统辐射,一.太阳辐射及其光谱特征,太阳:
巨大的火球;直径139.14万公里,是地球的104倍;表面积6.0931012平方公里;体积1.4121018立方公里;距离地球平均距离为1.495108公里。
太阳辐射用太阳常数、太阳光谱和太阳辐射到达地面的吸收光谱来描述。
d0是日地平均距离;s0是太阳常数。
到达地球大气顶的太阳辐射通过大气时,大约35%被地球、大气、云层反射;17%被大气吸收;47%到达地面被地表吸收。
太阳常数:
1353瓦/米2,估计误差为21瓦/米2。
由太阳常数可以计算单位时间内太阳辐射的总能量为,太阳光谱:
太阳辐射能主要集中在0.3-3.0微米;辐射最大值位于0.47微米;1/4能量在波长0.47微米的谱段内;46%的能量在0.400.76的可见光波段。
图中虚线表示T=5900K的黑体辐照度,太阳辐光谱与该黑体辐射光谱十分相似。
如果假想太阳是理想的黑体,则可由斯蒂芬-波尔兹曼定律和维恩位移公式计算出太阳的有效温度Te和色温度Tc。
图3-3太阳辐射光谱示意图,太阳最大辐波长max=0.47s,太阳吸收光谱:
该光谱与5900K的黑体辐射光谱有明显差异,存在许多由大气中的臭氧、氧、水汽、二氧化碳及尘埃等物质选择性吸收作用造成的吸收线和吸收带。
1、O3的吸收主要位于太阳光的紫外光0.20.3m0.29m;0.320.36m;可见光0.6和4.75m。
2、O2在紫外、可见光也有吸收带。
3、H2O在0.7m;0.70.8m4、C2O,二.地面覆盖物对太阳辐射的反射1、土壤粒子对反照率的影响2、土壤水分对反照率的影响3、反照率随波长的变化4、植被的反照率5、冰雪的反照率6、水体的反照率,图三种不同含水量砂土的光谱反射曲线,不同土壤湿度下含沙壤土的反照率,1、土壤水分对反照率的影响,反照率,反照率随波长的变化,2、反照率随波长的变化,作物在生长和衰老期间光谱变化,从可见光到中红外小麦叶子的反射光谱,3、植被的反照率,反照率,反照率,(a)不同种类作物和裸地的反照率(b)作物覆盖率和生物量对返照率的影响,反照率,图叶子反照率、水吸收率的反比关系,衰老期小麦叶子的反射光谱,反照率,4、冰雪的反照率,不同叶绿素浓度的海水光谱曲线,在0.51.0微米内天然清水和混水的反射光谱曲线,5、水体的反照率,清水的吸收系数,6、云层的反照率假设云层的反照率和透过率都是50%。
最后从第一层反射的能量占原来入射能量的62.5%。
因而多层云的反照率较高。
图多层云对太阳辐射的反射,图云层反照率、吸收率和透过率的关系,三.地球大气系统辐射光谱和大气吸收带1、地球大气系统辐射光谱地球大气系统发出的辐射主要是红外辐射。
对于2.5m的红外波段,物体的比辐射率近似等于1,近似黑体,由黑体定律计算地球大气系统平均温度。
如果到达地球并被其吸收的太阳辐射为rS行星平均反照率,R地球半径,s0太阳常数。
地球大气吸收这些辐射后全部转化为红外辐射向外空发射,其出射度为,(1-rS)R2s0,由斯蒂芬-波尔兹曼定律(M=T4),rS=0.28,s0=1353瓦米-2,=5.6710-8瓦米-4开-4代入,得,接近实际大气的平均温度,可以把地球-大气系统近似看作平均温度为256K的黑体。
地球大气系统发出的辐射能的95%集中在4120m的波段,最大辐射波长约在10m附近。
在35m与太阳辐射光谱有重叠。
2、大气对地球-大气辐射的吸收地球-大气辐射能在大气中传输时,受大气吸收和散射的影响但当3m时,雷利散射很小,忽略。
所以造成地球-大气辐射能衰减的主要原因是大气气体的吸收。
表3-1大气气体的吸收谱带,大气吸收带与大气窗:
通过大气的太阳辐射或地球-大气辐射将被大气中的某些气体所吸,3、大气窗和大气吸收带,收,这些吸收随波长变化很大,在某些波段吸收很强,在另一些波段段吸收很弱或没有吸收。
这些气体对大气的太阳辐射或地球大气辐射吸收很强的光谱波段就称为这种气体的吸收带;大气中所有气体在哪些吸收很弱或没有吸收的光谱波段称为大气窗(因为这些波段的辐射可以象光通过窗户那样透过大气)。
表3-2大气窗区,辐射与大气和地表之间的相互作用表现为辐射的发射、吸收和反射,这为卫星遥感地表和大气提供了大量的信息。
例如卫星在大气窗区波段可以测量地面、云层反射或发射的辐射,从而可以得到地表、云面的反射特性或温度分布;卫星在吸收带测量,可以得到大气温度和成分。
根据测量的目的,卫星选择不同的波长间隔进行测量,这种波长间隔称做通道。
为更多地获取地面、云层和大气信息,目前卫星测量使用的通道很多。
四.大气窗和大气吸收带在遥感中的应用,表3-3卫星测量使用的通道,第三节辐射在大气中的传输和卫星接收到的辐射,一.红外辐射在大气中的传输方程1、辐射在介质中的传输在红外波段,散射辐射很小,可忽略。
(1)小气柱吸收的辐射dL1因介质吸收引起辐射的改变量,k(z)质量吸收系数,(z)吸收介质的密度。
实验证明辐射的改变量与入射辐射强度和介质密度成正比。
图3-9小气柱介质辐射,
(2)小气柱发射的辐射dL2因介质发射引起辐射的改变量,j(z)介质的质量发射率。
在局地地热力平衡条件下j=kB(T)总的辐射的改变量或B(T)普朗克辐射,T小气柱温度。
2、分层平行大气中的辐射传输和红外辐射在大气中的传输方程,假定大气是水平平行均匀分层的,Z为垂直方向,在任意方向I的辐射传输方程,式中dL(z,)是天顶角为方向上dz气层内辐射的改变量。
使用气象上习惯的P坐标,根据静力方程Z干空气密度,g重力加速度,(z)z高度空气密度,q(p)空气混合比,不难看出此式一阶线性常微分方程。
令,其导数为,将以上二式代入上面一阶线性常微分方程,并采用缩写符号,得dL+Ld=d(L)=Bd注意,L是,p,的函数,对上式从地面到任一高度(p0p)积分得,式中T(P0)地面温度;s地面发射率;(,P0)方向从地面到大气顶的透过率;BT(P)是P高度上温度为T(P)的普朗克辐射;(P,)是方向从P到大气顶的透过率。
此式就是卫星在红外波段接收地气系统发射辐射的表达式,即红外辐射在大气中的传输方程。
由于在热力平衡条件下有L(P0)=SBT(P0),且当P0时(P,)1,故上式可写成,3、红外辐射大气中的传输方程的物理意义和卫星接收到的辐射。
在红外波段到达卫星的辐射L()由两部分组成:
(1)地面辐射项:
表示从地面发射的辐射透过大气层进入空间的辐射。
(2)大气辐射项:
表示从地面到大气顶整层气体发出并能进入空间的辐射。
气象卫星接收到辐射包括:
地面、云面发射的红外辐射地面和云面反射的太阳辐射地面和云面反射的大气向下的红外辐射大气中各吸收气体发射的红外辐射大气对太阳辐射的散射辐射,图3-11卫星上接收的辐射,二.地面和云面反射的大气向下的红外辐射三.地面和云面反射的太阳辐射,四.有云时大气中红外辐射的传输假如大气中有两层水平均匀的高云和中云则到达大气顶的辐射由三部分组成:
高云下面的中云和大气发出并透过高云向上的辐射高云顶发出的辐射高云以上大气发出的辐射到达大气顶的辐射的辐射为L()则,L(zh),图3-12有云时的辐射传输,第四节卫星云图观测原理一.可见光云图观测原理通道:
0.520.68m;0.580.68m;0.7251.1m等。
大气窗,在大气窗区(日)=(s)1,阳辐照度E(T日),可看做常数,因此卫星观测到的辐射L(s)与物体反照率rs和太阳天顶角日有关:
可见光云图的特征:
在一定的太阳天顶角日下,物体反照率rs越大,卫星观测到的辐射L(s)就越大,卫星云图的色调就越亮;而rs越小,L(s)就越小,卫星云图的色调就越暗。
(辐射大用白色表示;辐射小用黑色表示);在反照率rs相同的条件下,太阳天顶角日越大,卫星观测到的辐射L(s)就越小,卫星云图的色调就越暗;日越小,L(s)就越大,卫星云图的色调就越亮。
可见光云图还有日变化、季节变化。
日变化FY88.9.6.22:
08VIS,季节变化NOAA(73.10.26.8:
00VIS),二.红外云图观测原理通道:
3.553.93m;10.512.5m。
大气窗1、长波红外云图(10.512.5m)L(s)=SB(TS)(s)=B(TS)卫星观测到的辐射L(s)与物体温度有关。
物体温度越高,卫星观测到的辐射L(s)就越大,卫星云图的色调就越暗;物体温度越低,卫星观测到的辐射L(s)就越小,卫星云图的色调就越亮。
(辐射大用黑色表示,辐射小用白色表示)。
红外云图上地面、云面色调随纬度和季节而变化:
纬度越高,色调越白;夏季的色调比冬季的色调要暗(清晰)。
红外云图上海陆色调的变化:
在北半球中高纬度地区,冬季海面温度高于陆面温度,云图上海面的色调比陆面要暗;而夏季正相反。
视场的影响。
云层厚度的影响。
光学路径的影响,视场的影响,光学路径的影响,季节变化NOAA73.11.09.9:
24IR,温度、水陆NOAA73.11.vis,3.55-3.93微米大气窗通道位于太阳辐射和地气辐射的重合区,在白天L(s)包括反射的太阳辐射和地面云面发射的辐射两项,云图色调的变化较复杂,图象识别比较困难,但测温精度比长波红外云图高。
(辐射大用黑色表示),2、短波红外云图(3.553.93m),短波红外波段的测温误差为,是波数,b是常数,对一定的B,波数越大(波长越短),T越小。
短波红外通道的大气衰减小。
短波红外通道在白天受太阳污染。
在短波红外云图上无的识别,三.水汽图观测原理,通道:
5.77.3m。
水气吸收带,令,称权函数,称贡献函数,,红外波段5.7-7.3微米是水汽强吸收带,中心波长为6.7微米。
水汽图色调越白,表示水汽越多;色调越黑,表示水汽越少。
图3-13水气通道的透过率、权重函数、和贡献函数特征,卫星能区分两个相临物体的能力。
1、空间分辨率指卫星在某一时刻观测地球的最小面积。
从卫星到观测地表面积之间构成的空间立体角称做瞬时视,卫星的瞬时视场决定了卫星的空间分辨率。
空间分辨率可以由卫星观测到的最小面积直径表示,单位为km。
空间分辨率也可以用卫星的瞬时视场角表示,单位为弧度。
像素:
卫星从某时刻到观测到的辐射就是与瞬时视场相应
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