【气象卫星定义】气象卫星(meteorological satellite)是对大气层进行气象观测的人造卫星。具有范围大、及时迅速、连续完整的特点,并能把云图等气象信息发给地面用户。
1958年美国发射的人造卫星开始携带气象仪器, 1960年4月1日,美国首先发射了第一颗人造试验气象卫星,截止到1990年底,在30年的时间内,全世界共发射了116颗气象卫星,已经形成了一个全球性的气象卫星网,消灭了全球4/5地方的气象观测空白区,使人们能准确地获得连续的、全球范围内的大气运动规律,做出精确的气象预报,大大减少灾害性损失。据不完全统计,如果对自然灾害能有3—5天的预报,就可以减少农业方面的30%~50%的损失,仅农、牧、渔业就可年获益1.7亿美元。例如,自1982年至1983年,在中国登陆的33次台风无一漏报。1986年在广东汕头附近登陆的8607号台风,由于预报及时准确,减少损失达10多亿元。
1960年4月1日,美国发射了世界上第一颗试验性气象卫星“泰罗斯”1号。这颗试验气象卫星呈18面柱体,高48厘米,直径107厘米。星上装有电视摄像机、遥控磁带记录器及照片资料传输装置。它在700千米高的近圆轨道上绕地球运转1135圈,共拍摄云图和地势照片22952张,有用率达60%。具有当时最优秀的技术性能。美国从1960年至1965年间,共发射了10颗“泰罗斯”气象卫星,其中只有最后两颗才是太阳同步轨道卫星。1966年2月3日,美国研制并发射了第一颗实用气象卫星“艾萨”1号,它是美国第二代太阳同步轨道气象卫星,轨道高度约1400千米,云图的星下点分辨率为4000米。从1966年至1969年间,共发射了9颗,获得了大量气象资料。它的发射成功开辟了世界气象卫星研制的新领域,大大减少了由于气象原因造成的各种损失。
【中国的气象卫星】中国1988年9月7日发射了第一颗气象卫星—“风云一号”太阳同步轨道气象卫星。卫星云图的清晰度可与美国“诺阿”卫星云图媲美,但由于星上元器件发生故障,它只工作了39天。后成功发射了四颗极轨气象卫星(风云号)和三颗静止气象卫星(风云二号),经历了从极轨卫星到静止卫星,从试验卫星到业务卫星的发展过程。
同时还建立了以接收风云卫星为主、兼收国外环境卫星的卫星地面接收和应用系统,在气象减灾防灾、国民经济和国防建设中发挥了显著作用。
目前,我国的极轨气象卫星和静止气象卫星已经进入业务化,在轨运行的卫星分别是风云一号D星(2002年发射)和风云二号C星(2004年发射)。我国是世界上少数几个同时拥有极轨和静止气象卫星的国家之一,是世界气象组织对地观测卫星业务监测网的重要成员。
【气象卫星分类】气象卫星实质上是一个高悬在太空的自动化高级气象站,是空间、遥感、计算机、通信和控制等高技术相结合的产物。由于轨道的不同,可分为两大类,即:太阳同步极地轨道气象卫星和地球同步气象卫星。前者由于卫星是逆地球自转方向与太阳同步,称太阳同步轨道气象卫星;后者是与地球保持同步运行,相对地球是不动的,称作静止轨道气象卫星,又称地球同步轨道气象卫星。在气象预测过程中非常重要的卫星云图的拍摄也有两种形式:一种是借助于地球上物体对太阳光的反向程度而拍摄的可见光云图,只限于白天工作;另一种是借助地球表面物体温度和大气层温度辐射的程度,形成红外云图,可以全天候工作。气象卫星具有: 1 轨道(低和高轨两种)2 短周期重复观测 3 成像面积大,有利于获得宏观同步信息,减少数据处理容量4 资料来源连续实时性强成本低,等特点。
气象卫星主要有极轨气象卫星和同步气象卫星两大类。①极轨气象卫星。飞行高度约为600~1500千米,卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的交角,这样的卫星每天在固定时间内经过同一地区2次,因而每隔12小时就可获得一份全球的气象资料。②同步气象卫星。运行高度约35800千米,其轨道平面与地球的赤道平面相重合。从地球上看,卫星静止在赤道某个经度的上空。一颗同步卫星的观测范围为100个经度跨距,从南纬50°到北纬50°,100个纬度跨距,因而5颗这样的卫星就可形成覆盖全球中、低纬度地区的观测网。
【气象卫星观测内容】气象卫星主要观测内容包括:
①卫星云图的拍摄。
②云顶温度、云顶状况、云量和云内凝结物相位的观测。
③陆地表面状况的观测,如冰雪和风沙,以及海洋表面状况的观测,如海洋表面温度、海冰和洋流等。
④大气中水汽总量、湿度分布、降水区和降水量的分布。
⑤大气中臭氧的含量及其分布。
⑥太阳的入射辐射、地气体系对太阳辐射的总反射率以及地气体系向太空的红外辐射。
⑦空间环境状况的监测,如太阳发射的质子、α粒子和电子的通量密度。这些观测内容有助于我们监测天气系统的移动和演变;为研究气候变迁提供了大量的基础资料;为空间飞行提供了大量的环境监测结果。
【图片介绍】风云2号气象试验卫星