大學(xué)經(jīng)典衛(wèi)星氣象學(xué)-文庫(kù)吧資料
2025-05-09 08:19本頁(yè)面
【正文】 體溫度越高，衛(wèi)星接收的輻射越大，溫度越低，輻射越小。 （ 1） 長(zhǎng)波紅外云圖 :衛(wèi)星在 地面和云面發(fā)射的長(zhǎng)波紅外輻射，太陽(yáng)輻射完全忽略。 紅外云圖觀測(cè)原理 衛(wèi)星云圖在紅外波段選用 通道有 。天頂角越小衛(wèi)星接收的輻射就越大。 在可見(jiàn)光云圖上，各點(diǎn)相對(duì)于太陽(yáng)高度角不同，即使是反照率相同的物體，其色調(diào)也不一樣。 可見(jiàn)光云圖觀測(cè)原理 日日日日 ）（）（） ???????? ????? c o s()( sss TBrL ? 從可見(jiàn)光云圖上的色調(diào)可以估計(jì)反照率的大小，從而來(lái)區(qū)分各種物體。 在一定的太陽(yáng)天頂角 θ 日下， 物體反照率 rsλ 越大，衛(wèi)星觀測(cè)到的輻射Lλ (θs ）就越大，在云圖上色調(diào)就越亮； 而 rsλ 越小， Lλ (θs ）就越小，衛(wèi)星云圖色調(diào)就越暗。 觀測(cè)儀器應(yīng)滿足的條件是： ① 選用大氣窗區(qū) 避開(kāi)氣體吸收和散射的波段； ② 儀器通道波長(zhǎng)間隔 要有一定寬度 ， 通道盡量選在太陽(yáng)輻射或地球大氣輻射較大的地方以獲取更多的能量； ③ 儀器通道選在最能區(qū)分所要探測(cè)目標(biāo)物的譜段 。 大氣窗 紅外云圖，云參數(shù)，海面溫度和降水 1315 CO2吸收帶 大氣溫度垂直分布 第三節(jié) 衛(wèi)星云圖觀測(cè)原理 衛(wèi)星云圖是氣象衛(wèi)星最易也是最早進(jìn)行的觀測(cè)項(xiàng)目之一 。 近紅外 白天云分布，水陸邊界，水體分布，土壤濕度，植物生長(zhǎng) 短波紅外 十分透明對(duì)溫度靈敏，測(cè)量海面測(cè)溫，云分布；白天由于太陽(yáng)輻射干擾，測(cè)量的輻射不能直接計(jì)算海面溫度，須消除太陽(yáng)輻射干擾后進(jìn)行海溫計(jì)算。 藍(lán)、綠 地表、地下水特征，干燥、巖石、土壤 黃、紅 白天云分布，植物生長(zhǎng)、水污染、地形等 橙 透射水體，水混濁度海洋泥沙流大河懸浮陸地冰川沙漠地植物生長(zhǎng) 紅 該波段對(duì)水體和濕地反映較清楚，故用于研究植被和土壤濕度。 四 . 大氣窗和大氣吸收帶在遙感中的應(yīng)用 衛(wèi)星測(cè)量使用的波段 通道（波段）（ ?m） 光譜名稱 用 途 反射太陽(yáng)輻射 99%，太陽(yáng)輻射總量 530 可測(cè)量地球 — 大氣系統(tǒng)發(fā)射到宇宙空間的長(zhǎng)波輻射，約為長(zhǎng)波輻射的 85％。 根據(jù)測(cè)量的目的，衛(wèi)星選擇不同的波長(zhǎng)間隔進(jìn)行測(cè)量，這種波長(zhǎng)間隔稱做通道。 大氣吸收帶 輻射與大氣和地表之間的相互作用表現(xiàn)為輻射的發(fā)射、吸收和反射，這為衛(wèi)星遙感地表和大氣提供了大量的信息。吸收隨波長(zhǎng)變化很大，在一些波段吸收很強(qiáng)，在另一些波段吸收很弱或沒(méi)有吸收。 大氣窗主要出現(xiàn)在強(qiáng)吸收帶或線之間 。 ? ? ? ? ? ? 176。 176。 600 500 400 300 200 100 00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 176。 176。 176。 176。 R1=L/2 T1=L/2 T2=L/4 R2=L/4 T3=L/8 R1+ T3 =5L/8 R3=L/8 多層云對(duì)太陽(yáng)輻射的反射 云層反照率、吸收率和透過(guò)率的關(guān)系 反射、透射、吸收% 反射 透過(guò) 吸收 云 厚 （米） 100 80 60 40 20 00 10 100 1000 10000 云厚（米） 透過(guò)率（％） 176。第一層云的透過(guò)率是第二層云的 2倍，第二層云的透過(guò)率是第三層云的 2倍。云層愈厚，反照率愈大，積雨云反照率最大，水滴組成的云比冰晶組成的云 (同厚度）的反照率要大。從可見(jiàn)光到近紅外波段，干燥土壤的反照率隨波長(zhǎng)增大而增大，潮濕土壤則增加較小，水體的反照率隨波長(zhǎng)加大而減小。 葉綠素濃度值是衡量水體初級(jí)生產(chǎn)力和富營(yíng)養(yǎng)化作用的有用指標(biāo) 。 在 — 段內(nèi)的反照率與水體的混濁度是呈線性相關(guān)的 ， 由此可推算水中的 泥沙量 。 清水的吸收系數(shù) ② 混濁水體的反照率：懸浮泥沙是影響水體光譜響應(yīng)的主要因素之一 。利用它們這些關(guān)系可以探測(cè)水中泥沙量，葉綠素等。 ?如果積雪很淺，在可見(jiàn)光云圖上容易看出，在紅外云圖上不容易看出，這因?yàn)檠┟媾c四周地表的色調(diào)相差很小，而雪面的反照率比無(wú)雪的地表要大許多。 ?在紅外云圖上，有雪覆蓋的地區(qū)色調(diào)比四周地區(qū)更白。 波長(zhǎng) ?m 反射率 % 雪的反射特性曲線 新雪（冷） 陳雪（融化或解凍） 盆地積雪區(qū)較山地積雪均勻 ； 東北和蒙古地區(qū)的積雪、華北地區(qū)（ S）和中原地區(qū)（ N）、渤海灣（ B）四周陸地有積雪區(qū)； 弧型分布的喜馬拉雅山地積雪 ?冰雪覆蓋區(qū)在可見(jiàn)光云圖上表現(xiàn)為灰白到白色不等，冰雪厚度越厚，色調(diào)越白。在 ，云和雪的反照率都很高，差異很小，在中紅外波段， ，云層有很高的反照率，雪的反照率很低。新雪和陳雪之間也有明顯的差異。綠色植物的反照率決定于體內(nèi)葉綠素和水的吸收，葉綠素在 、 ，水在 米處有強(qiáng)吸收，所以綠色植物在 (— 米）處有強(qiáng)反射和低吸收。土壤濕度增大到一定值時(shí)，反照率將緩慢減小，當(dāng)土壤達(dá)到吸濕極限時(shí)，反照率將幾乎不變。 1. 地面土壤粒子結(jié)構(gòu)、土壤水分對(duì)反照率的影響： 通常土壤顆粒越小，顆粒間的空隙越小，吸收越少反射越大。 ?H2O吸收： ?m； ?m ?CO2吸收： ?m 成 分 體積混合比 （ %） 混合比特征 強(qiáng)吸收位置 （ ?m） 次強(qiáng)吸收位置 （ ?m） 氧和氮 99 常數(shù) 不吸收 不吸收 H2O — 可變 ， ， ， ， CO2 常數(shù) ， ， ， ， ， ， ， O3 106 可變 ， ， ， ， N2O — 10 5 可變 ， ， ， ， CH4 — 10 4 可變 ， ， CO — 10 5 可變 大氣氣體的吸收譜帶 地面及其覆蓋物對(duì)太陽(yáng)輻射的反射 太陽(yáng)光通過(guò)大氣被吸收和散射后，到達(dá)地面的輻射一部分被地面吸收，部分又被反射到空間。 ?O3吸收：主要位于紫外光 ??m ； ?m； 可見(jiàn)光 ?m。 1/4能量在波長(zhǎng) ?， 46%的能量在 — m的可見(jiàn)光波段。 Q單位為瓦。太陽(yáng)常數(shù)的變化與太陽(yáng)黑子數(shù)有關(guān)。根據(jù)高空氣球、飛機(jī)、衛(wèi)星測(cè)量到的太陽(yáng)常數(shù)數(shù)值為 1353瓦 /平方米，其估計(jì)誤差為177。 ?太陽(yáng)輻射用太陽(yáng)常數(shù)、太陽(yáng)光譜 (在大氣頂處、在地面處）描述。 為此
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