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卫星气象习题
卫星气象习题
第一章
1.什么是气象卫星?
什么是卫星气象?
卫星气象的主要内容主要有那些?
2.什么是遥感?
什么是传感器?
什么时候是运载工具?
什么是卫星遥感?
它包括那几部分?
3.什么是主动遥感?
什么是被动遥感?
它们有那些主要特点?
4.气象卫星观测与常规气象观测相比较,有那些特点?
5.当前气象卫星可以获取那些资料?
可以获取那些信息?
6.气象卫星资料在大气科学和其它领域中主要有那些应用?
7.我国的气象卫星分为那两大类?
FY-1和FY-2卫星有那些主要特点?
中国气象卫星观测体系有那几部分组成?
卫星观测仪器的主要性能和用途有那些?
8.美国气象卫星有那几类?
业务卫星已有几代?
每一代卫星较前一代卫星的改进主要有那些?
9.TRMM卫星携带有那些仪器?
主要功能有那些?
10.什么是地球观测系统?
它的目标和任务有那些?
11.陆地卫星、海洋卫星的主要观测目的有那些?
它主有那几种观测仪器?
第二章
1.开普勒三定律主要的内容有那些?
它主要说明那三个问题?
卫星轨道形状有那几种?
卫星的周期主要决定于什么?
卫星的速度主要取决于什么?
2.在天球坐标系中卫星的轨道参数有那些?
什么是近地点角和平均近点角?
什么是真近地点角和偏近地点角?
星下点?
轨道数?
升交点?
截距及其轨道升交点的计算?
前进轨道和后退轨道?
其主要表示轨道的什么特性?
3.如何确定卫星在空间中的位置?
4.什么是卫星轨道的摄动?
引起卫星轨道摄动的原因有那些?
它使卫星的那些轨道参数发生改变?
5.什么是卫星轨道平面的进动?
它决定于那些因素?
6.试证明:
VminVmax=(1e)(1+e)
7.为什么卫星受地球大气阻力的作用使轨道半径减小?
且轨道越来越圆?
为什么卫星受摩擦阻力越大,卫星的速度却越来越大?
8.我国第一颗人造卫星的近地点为439km,远地点为2384km,试求卫星轨道的偏心率,近地点和远地点的速度?
卫星的周期和卫星的轨道方程?
9.若人造卫星发射到300km高空,以8km/s的速度沿与矢径垂直方向运动,试计算远地点速度、长短半轴、偏心率和周期?
10.什么是准极地太阳同步卫星轨道?
它是如何实现的?
主要的优点和缺点有那些?
11.什么是静止卫星轨道?
它是如何实现的?
主要的优点和缺点有那些?
12.若在30o上空向正东水平方向发射一颗卫星,试问卫星的倾角是多少?
13.若卫星的倾角为180o,试问卫星每隔6小时、8小时观测同一地点的卫星高度和速度为多少?
14.我国风云1号卫星为高度900km的圆形太阳同步轨道,试求卫星的周期和截距?
卫星轨道的倾角是多少?
15.若风云1号卫星第n条卫星轨道的升交点经度为17oE或175oW,升交点时间为世界时13时20分,试求第n条卫星轨道降交点的时间和经度?
第n+1条卫星轨道升交点时间和经度?
地方时间是多少?
16.若气象卫星的高度为h,地球半径为ae,试证明卫星仪器对地球张的立体角为2[](aeh+h2)1/2/(ae+h)]
17.试求FY-1和FY2卫星对地球所张的立体角?
18.什么是卫星蚀?
静止卫星轨道漂移的原因那些?
如何克服卫星在轨道上的漂移?
19.试述极轨卫星和静止卫星的发射过程?
20.什么是卫星的姿态?
实现稳定的卫星姿态的方法有那些?
它是如何实现的?
21.卫星星体的形状与那些因素有关?
为什么自旋稳定的卫星星体呈圆柱形?
重力梯度稳定的卫星的形状是什么样子?
三轴定向稳定卫星形状又是什么样子?
它与能量间的关系如何?
第三章
1.电磁波谱主要由那些波段组成,这些波段的范围是多少?
它遥感中的作用是什么?
2.试求波长=0.5m,1.0m,5m,10m,15m的频率和波数?
3.试问等式Bf(T)=B(T)=B(T)是否成立?
为什么?
4.卫星上的红外扫描辐射仪测量地表10m大气窗区发射的红外辐射,假定卫星和地表之间大气效应忽略不计,问当在波长10m处观测到的辐亮度为0.98104尔格/秒/厘米2/微米/球面度时,地表的温度是多少?
5.温度为15OC的黑钵地面在所有频率发射辐射,试求它在0.7m,1000cm1,和331.4GHz处发出的辐亮度是多少?
6.一束平行辐射以铅直方向交60O角入射,并通过100米厚的气层,吸收气体的平均密度为0.1千克米3,该气层对波长1,2,3的辐射的吸收系数分别为103,101,1米2千克110m,试求该气层对这三波长的光学厚度,透过率和吸收率?
7.考虑温度为T的等温无散射大气,地表温度为TS,试求光学厚度为的大气顶处射出的通量密度表达式?
8.若假定地表为黑体,大气散射可以略去,又如果大气温度T和地面相同,试求大气顶发出的辐射,且问大气是否为黑体?
9.若有一块云层为黑体,其云顶和云底温度分别为Tt和Tb,试写出地对空和空对地的遥感方程?
10.试用气压对数压力坐标=ln(Pm/P)表达红外辐射传输方程,假如吸收系数不随高度变化,试证此时的权重函数为
K(,)=P/Pmexp(P/Pm)
11.考虑大气中从气压P1/P2(P1P2)到之间的吸收气体,假定温度变化略略不计,吸收气体混合比q为常数,则证明
a)P1到P2(P1P2)之间的吸收气体含量为u=q(P1P2)/g
b)
=1
12.若卫星在大气窗区观测视场内有云,云量为,不计大气效应,地表和云为黑体,则卫星测量到的辐射率为
L=NCB(TC)+(1NC)B(TS)
式中TS和TC分别为地面和云顶温度,设有个窗区1=3.7m,2=11m,且令TC=260K,TS=300K,NC=0.5,试求出这两个通道的亮温,那个通道受云的影响大?
13.在无云的夜间,卫星在窗区测到的辐射为
L=sB(TS)
若地面温度TS=300K,地面发射率为s=0.5,试求出这两个通道的亮温,那个通道受地面发射率的影响大?
14.卫星用3.7m和11m窗区测量地面温度为300K的地表,则辐射率的测量的准确度为百分之几时,温度的测量精度才能达到1K?
(提示:
由L=B(T),计算L/L,令T=1K,TS=300K)
15.如果卫星观测到的红外辐射传输方程为
L=B(TS)
S+
B(T(z))d
利用中值定理写为
L=B(TS)
S+B(T)(1
S)
式中T=T(z)为大气的有效辐射温度,若T=270K,
S=0.8,TS=300K试求出3.7m和11m亮度温度?
那个通道受水汽影响大?
16.卫星在红外大气窗区测量到的地表温度为TS,在CO2的1通道测量的辐射率为L1,则卫星在波长测到的大气辐射为多少?
17.若地球大气系统的反照率为A,大气的反照率为Aa,地面反照率为AS,证明A=Aa+
式中
和
分别为入射和反射的透射函数
18.假如大气中有云量为的云层,和分别为云层以上和以下大气的透过率,为地面反照率,证明
A)到达地面的太阳辐射通量密度为
式中为入射大气顶的太阳辐照度,为云层反照率。
B)行星反照率为
C)若
试求时的行星反照率
19.若为地面反射率、云层的方向反射率和透射率,在各向同性情况下,云的漫反射率和漫反照率、漫透射率为
20.试述在表植被的光谱特性,若卫星在不同的下垫面情况下测量的CH1和CH2,的值如下表
植被稠密
植被适中
植被稀少
裸露土壤
云
水
CH1
0.05
0.080
0.100
0.269
0.227
0.022
CH2
0.0150
0.110
0.120
0.283
0.228
0.013
试计算以下参数
(1)
(2)
(3)
第四章
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第五章
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第六章
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第七章
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第八章
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第九章
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第十章
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第十一章
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