风云四号辐射成像仪及其数据在卫星气象中的应用
2018-02-09王淦泉沈霞
自然杂志 2018年1期
关键词:大气
王淦泉,沈霞
中国科学院上海技术物理研究所 红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083
1 气象卫星和卫星气象[1]
1.1 气象卫星
气象卫星是专门用于气象观测的应用卫星。气象卫星由卫星平台和有效载荷分系统组成,其中遥感仪器是气象卫星的核心有效载荷。气象卫星上的遥感仪器可以获取云和大气状态的数据。卫星气象是利用卫星遥感仪器获取的遥感数据,生成云和地球表面物理状态参数、大气物理状态参数、大气组成成分及垂直分布参数等产品,并将这些产品应用于气象和环境科学工程。
通过气象卫星获取的遥感数据要想得到有效的实际应用,必须解决遥感数据的定量化问题。遥感数据的定量化至少包含三方面的概念:一是遥感数据对应的地球上的准确位置;二是遥感数据的准确度;三是通过遥感数据所反演产品的准确度。遥感仪器一般会配置从可见光至甚长波的不同探测波段,而遥感数据主要是指依据不同探测波段获取的辐射量数据,这些辐射量数据反映了目标(云和地表)反射太阳能量的大小和目标(云和地表)自身辐射亮温的高低。
1.2 卫星气象
在气象卫星工程发展的过程中,同时诞生了卫星气象学科和卫星气象工程。卫星气象是研究如何利用气象卫星获取的辐射数据,推导大气和地物表面状态的参数,以及如何解释卫星遥感图像。与卫星气象密切相关的学科有:
(1)几何学
高品质气象卫星观测产品(图像)的形成,需要掌握卫星、太阳、地球等天体的运动规律,预报多颗恒星的位置,利用几何学对获取的图像进行定位校正,使气象卫星观测数据与被测目标位置准确对应,并形成各种业务应用的投影图。……
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