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卫星云图识别云的判据
在卫星云图上识别云的判据有六个:
可见光云图上各类云特征
(1) 结构型式:是指不同明暗程度物象点的分布式样,如高层高积云常表现为带状、涡旋状等,开口细胞状云系是由积云浓积云组成等。
(2) 范围大小:是指云系的分布尺度,由云系尺度可以推断形成云的物理过程,尺度小的云系常与中小尺度天气系统相关;尺度大的则与大尺度的天气系统联系。
(3) 边界形状:不同类型的云,边界不尽相同,如积云浓积云边界不整齐,层云(雾)边界较整齐。
(4) 色调:是指物象的亮度。可见光云图上云的色调与云厚和云的成分有关,红外云图上则与云顶温度相关。
(5) 暗影:是指在一定太阳高度角下,高的云在低的目标物上的投影。
(6) 纹理:用来表示云顶表面粗糙程度,如层云(雾)云顶表面均匀、光滑;而积云浓积云表面多起伏、不均匀。
卫星云图上各类云的特征
A、卷状云:在可见光云图上,卷云的反照率低,呈灰一深灰色;若可见光云图卷云呈白色,则其云层很厚,或与其它云相重迭;在红外云图上,卷云顶温度很低,呈白色。无论可见光还是红外云图,卷云有纤维结构。
云系分类图
B、中云(高层云和高积云):在卫星云图上,中云与天气系统相连,表现为大范围的带状、涡旋状、逗点状。在可见光云图上,中云呈灰白色到白色,色调的差异判定云的厚度;在红外云图上,中云呈中等程度灰色。
C、积雨云:无论可见光还是红外云图,积雨云的色调最白;当高空风小时,积雨云呈圆形,高空风大时,顶部常有卷云砧,表现为椭圆形。
D、积云、浓积云:在可见光云图上积云浓积云的色调很白,但由于积云浓积云高度不一,在红外云图上的色调可以从灰白到白色不等,纹理不均匀,边界不整齐。其型式表现为积云线和开口细胞状云。
E、层云(雾):在可见光云图上,层云(雾)表现为光滑均匀的云区;色调白到灰白,若层云厚度超过300米,其色调很白;层云(雾)边界整齐清楚,与山脉、河流、海岸线走向相一致。在红外云图上,层云色调较暗,与地面色调相似。
带状云系
指长宽之比至少为4:1的连续云系,它由多层云系组成。宽度大于1纬距的称云带,小于1纬距的为云线。
涡旋云系
指一条或几条云带按螺旋状旋向一个共同的中心,这种云系与大气中的活动中心相联系。台风、热带低压、高空冷涡都表现为涡旋云系。
细胞状云系
冷空气到达暖而湿的表面,受下垫面的加热产生对流,形成细胞状结构的对流云系,细胞的直径仅几十公里,它分为开口和闭合两种,开口细胞状云系中间无云,四周有云,出现于低压周围的气旋性环流内。闭合细胞状云系中间有云四周无云,呈球状,出现在高压东南象限内。
冷锋云系
冷锋云系表现为长达千余公里,气旋性弯曲的云带,它常与涡旋云系连结。其分为活跃和不活跃两类:活跃冷锋位于500hPa槽前,走向与对流层中层气流一致,云系连续稠密,由多层云组成;不活跃锋位于500hPa槽后,云带与高空气流垂直,云系断裂不完整,以中低云系为主。冷锋云系的长度和宽度相差很大,这决定大气运动尺度、锋面坡度和水汽条件。
暖锋云系
暖锋在卫星云图上表现为向北凸起的盾状云区,长宽之比很小,云系以多层云为主。
温带气旋云系
分成四个阶段:
(1) 波动阶段:锋面云带变宽,向冷区凸起,色调变白,中高云加多。
(2) 发展阶段:锋面云带隆起部分更明显,中高云后界开始向云内凹。
(3) 锢囚阶段:云系后部有明显干舌,螺旋结构明显。云带伸至涡旋中心。
(4) 成熟阶段:干舌伸到气旋中心,螺旋云带围绕中心旋转一周以上,高低空环流中心与云系涡旋中心重合。
下图为温带气旋在发展、锢囚、成熟、消散阶段的云系。
急流云系
表现为左界光滑整齐,与急流轴平行的卷云区。急流呈反气旋弯曲时,云系稠密,急流呈气旋性弯曲处云系稀少或无云。急流云系可以分为宽阔盾状卷云区,卷云线和横向波动云系三种。
台风云系
在卫星云图上,台风由台风眼、中心稠密云区和螺旋云带组成。台风眼分成大眼、小眼、圆眼和不规则形状眼,它可以位于台风云区中心,也可位于台风云区边缘。中心稠密云区边界越光滑,云型越圆,尺度越大,越稠密,台风强度越大。台风云带越宽,环绕台风中心的圈数越多,强度越大。与台风相联的另一种云带称对流带。
卫星监测海面温度
气象卫星可以在红外大气窗区测量洋面、海面发射的辐射,按普朗克公式由这种辐射可以监测洋面和海面温度。由于大气的吸收和视线的倾斜等原因,现有多种方法监测海面温度:
①单通道海面温度求取,建立全球海面温度计算业务,这一技术在1980年前的业务中使用;
②1981年以后,多通道海面温度估算技术投入业务,这一技术较之以前有很大改进,包括消除云和水汽订正,使计算结果精度有很大提高。
中国沿海地区海温分布,深蓝色是温度较高的区域,浅蓝色是温度较低的区域
海面悬浮物质的监测
在海洋中,泥沙含量不同,其反射率也不同,气象卫星可见光通道0.58~0.68 m对水体含沙量的变化很敏感,很适于遥感泥沙含量。左图为渤海湾水域含沙量分布图,浅色区为高浓度悬沙区,暗色区为低浓度含沙区;右图为长江口区水域含沙浓度分布图,浅蓝色区是高浓度含沙区。
海冰的卫星监测
海冰改变海面的反照率,是影响海气交换的重要因子,海冰对人类在海上活动有严重影响,固定冰盖可阻碍海上航行。由于海冰与水面的反照率有明显差异,卫星可以监测它。下图为不同时期渤海湾海冰,蓝绿色是辽东湾和黄河入海口区的海冰状况。
热带云团
热带云团是在卫星云图上发现的新天气系统,许多热带系统都与它有关,它占热带地区面积的20%。云团是由许多积雨云单体组成,其顶部的卷云粘连成一片,表现为密实的白色云区,其尺度相差很大,小的不到一个纬距,大的可达7个纬距以上。云团的垂直方向分为流入层、垂直运动和流出层。云团内以上升运动为主,400hPa以下为辐合上升运动,400hPa以上则为辐散为主。低空为正涡度,高空为负涡度。
植被的监测
利用绿色植被在可见光和近红外波段中反射率的差异,叶绿素在近红外波段的反射率显著加大,并决定叶绿素含量,可监测植被生长状况。通常用NDVI=(Ch2-CH1)/ (Ch2+Ch1) 来表示。
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