衛(wèi)星云圖識別云的判據(jù)
在衛(wèi)星云圖上識別云的判據(jù)有六個(gè):
可見光云圖上各類云特征
(1) 結(jié)構(gòu)型式:是指不同明暗程度物象點(diǎn)的分布式樣,如高層高積云常表現(xiàn)為帶狀、渦旋狀等,開口細(xì)胞狀云系是由積云濃積云組成等。
(2) 范圍大?。菏侵冈葡档姆植汲叨龋稍葡党叨瓤梢酝茢嘈纬稍频奈锢磉^程,尺度小的云系常與中小尺度天氣系統(tǒng)相關(guān);尺度大的則與大尺度的天氣系統(tǒng)聯(lián)系。
(3) 邊界形狀:不同類型的云,邊界不盡相同,如積云濃積云邊界不整齊,層云(霧)邊界較整齊。
(4) 色調(diào):是指物象的亮度。可見光云圖上云的色調(diào)與云厚和云的成分有關(guān),紅外云圖上則與云頂溫度相關(guān)。
(5) 暗影:是指在一定太陽高度角下,高的云在低的目標(biāo)物上的投影。
(6) 紋理:用來表示云頂表面粗糙程度,如層云(霧)云頂表面均勻、光滑;而積云濃積云表面多起伏、不均勻。
衛(wèi)星云圖上各類云的特征
A、卷狀云:在可見光云圖上,卷云的反照率低,呈灰一深灰色;若可見光云圖卷云呈白色,則其云層很厚,或與其它云相重迭;在紅外云圖上,卷云頂溫度很低,呈白色。無論可見光還是紅外云圖,卷云有纖維結(jié)構(gòu)。
云系分類圖
B、中云(高層云和高積云):在衛(wèi)星云圖上,中云與天氣系統(tǒng)相連,表現(xiàn)為大范圍的帶狀、渦旋狀、逗點(diǎn)狀。在可見光云圖上,中云呈灰白色到白色,色調(diào)的差異判定云的厚度;在紅外云圖上,中云呈中等程度灰色。
C、積雨云:無論可見光還是紅外云圖,積雨云的色調(diào)最白;當(dāng)高空風(fēng)小時(shí),積雨云呈圓形,高空風(fēng)大時(shí),頂部常有卷云砧,表現(xiàn)為橢圓形。
D、積云、濃積云:在可見光云圖上積云濃積云的色調(diào)很白,但由于積云濃積云高度不一,在紅外云圖上的色調(diào)可以從灰白到白色不等,紋理不均勻,邊界不整齊。其型式表現(xiàn)為積云線和開口細(xì)胞狀云。
E、層云(霧):在可見光云圖上,層云(霧)表現(xiàn)為光滑均勻的云區(qū);色調(diào)白到灰白,若層云厚度超過300米,其色調(diào)很白;層云(霧)邊界整齊清楚,與山脈、河流、海岸線走向相一致。在紅外云圖上,層云色調(diào)較暗,與地面色調(diào)相似。
帶狀云系
指長寬之比至少為4:1的連續(xù)云系,它由多層云系組成。寬度大于1緯距的稱云帶,小于1緯距的為云線。
渦旋云系
指一條或幾條云帶按螺旋狀旋向一個(gè)共同的中心,這種云系與大氣中的活動中心相聯(lián)系。臺風(fēng)、熱帶低壓、高空冷渦都表現(xiàn)為渦旋云系。
細(xì)胞狀云系
冷空氣到達(dá)暖而濕的表面,受下墊面的加熱產(chǎn)生對流,形成細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)的對流云系,細(xì)胞的直徑僅幾十公里,它分為開口和閉合兩種,開口細(xì)胞狀云系中間無云,四周有云,出現(xiàn)于低壓周圍的氣旋性環(huán)流內(nèi)。閉合細(xì)胞狀云系中間有云四周無云,呈球狀,出現(xiàn)在高壓東南象限內(nèi)。
冷鋒云系
冷鋒云系表現(xiàn)為長達(dá)千余公里,氣旋性彎曲的云帶,它常與渦旋云系連結(jié)。其分為活躍和不活躍兩類:活躍冷鋒位于500hPa槽前,走向與對流層中層氣流一致,云系連續(xù)稠密,由多層云組成;不活躍鋒位于500hPa槽后,云帶與高空氣流垂直,云系斷裂不完整,以中低云系為主。冷鋒云系的長度和寬度相差很大,這決定大氣運(yùn)動尺度、鋒面坡度和水汽條件。
暖鋒云系
暖鋒在衛(wèi)星云圖上表現(xiàn)為向北凸起的盾狀云區(qū),長寬之比很小,云系以多層云為主。
溫帶氣旋云系
分成四個(gè)階段:
(1) 波動階段:鋒面云帶變寬,向冷區(qū)凸起,色調(diào)變白,中高云加多。
(2) 發(fā)展階段:鋒面云帶隆起部分更明顯,中高云后界開始向云內(nèi)凹。
(3) 錮囚階段:云系后部有明顯干舌,螺旋結(jié)構(gòu)明顯。云帶伸至渦旋中心。
(4) 成熟階段:干舌伸到氣旋中心,螺旋云帶圍繞中心旋轉(zhuǎn)一周以上,高低空環(huán)流中心與云系渦旋中心重合。
下圖為溫帶氣旋在發(fā)展、錮囚、成熟、消散階段的云系。
急流云系
表現(xiàn)為左界光滑整齊,與急流軸平行的卷云區(qū)。急流呈反氣旋彎曲時(shí),云系稠密,急流呈氣旋性彎曲處云系稀少或無云。急流云系可以分為寬闊盾狀卷云區(qū),卷云線和橫向波動云系三種。
臺風(fēng)云系
在衛(wèi)星云圖上,臺風(fēng)由臺風(fēng)眼、中心稠密云區(qū)和螺旋云帶組成。臺風(fēng)眼分成大眼、小眼、圓眼和不規(guī)則形狀眼,它可以位于臺風(fēng)云區(qū)中心,也可位于臺風(fēng)云區(qū)邊緣。中心稠密云區(qū)邊界越光滑,云型越圓,尺度越大,越稠密,臺風(fēng)強(qiáng)度越大。臺風(fēng)云帶越寬,環(huán)繞臺風(fēng)中心的圈數(shù)越多,強(qiáng)度越大。與臺風(fēng)相聯(lián)的另一種云帶稱對流帶。
衛(wèi)星監(jiān)測海面溫度
氣象衛(wèi)星可以在紅外大氣窗區(qū)測量洋面、海面發(fā)射的輻射,按普朗克公式由這種輻射可以監(jiān)測洋面和海面溫度。由于大氣的吸收和視線的傾斜等原因,現(xiàn)有多種方法監(jiān)測海面溫度:
①單通道海面溫度求取,建立全球海面溫度計(jì)算業(yè)務(wù),這一技術(shù)在1980年前的業(yè)務(wù)中使用;
②1981年以后,多通道海面溫度估算技術(shù)投入業(yè)務(wù),這一技術(shù)較之以前有很大改進(jìn),包括消除云和水汽訂正,使計(jì)算結(jié)果精度有很大提高。
中國沿海地區(qū)海溫分布,深藍(lán)色是溫度較高的區(qū)域,淺藍(lán)色是溫度較低的區(qū)域
海面懸浮物質(zhì)的監(jiān)測
在海洋中,泥沙含量不同,其反射率也不同,氣象衛(wèi)星可見光通道0.58~0.68 m對水體含沙量的變化很敏感,很適于遙感泥沙含量。左圖為渤海灣水域含沙量分布圖,淺色區(qū)為高濃度懸沙區(qū),暗色區(qū)為低濃度含沙區(qū);右圖為長江口區(qū)水域含沙濃度分布圖,淺藍(lán)色區(qū)是高濃度含沙區(qū)。
海冰的衛(wèi)星監(jiān)測
海冰改變海面的反照率,是影響海氣交換的重要因子,海冰對人類在海上活動有嚴(yán)重影響,固定冰蓋可阻礙海上航行。由于海冰與水面的反照率有明顯差異,衛(wèi)星可以監(jiān)測它。下圖為不同時(shí)期渤海灣海冰,藍(lán)綠色是遼東灣和黃河入??趨^(qū)的海冰狀況。
熱帶云團(tuán)
熱帶云團(tuán)是在衛(wèi)星云圖上發(fā)現(xiàn)的新天氣系統(tǒng),許多熱帶系統(tǒng)都與它有關(guān),它占熱帶地區(qū)面積的20%。云團(tuán)是由許多積雨云單體組成,其頂部的卷云粘連成一片,表現(xiàn)為密實(shí)的白色云區(qū),其尺度相差很大,小的不到一個(gè)緯距,大的可達(dá)7個(gè)緯距以上。云團(tuán)的垂直方向分為流入層、垂直運(yùn)動和流出層。云團(tuán)內(nèi)以上升運(yùn)動為主,400hPa以下為輻合上升運(yùn)動,400hPa以上則為輻散為主。低空為正渦度,高空為負(fù)渦度。
植被的監(jiān)測
利用綠色植被在可見光和近紅外波段中反射率的差異,葉綠素在近紅外波段的反射率顯著加大,并決定葉綠素含量,可監(jiān)測植被生長狀況。通常用NDVI=(Ch2-CH1)/ (Ch2+Ch1) 來表示。
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