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氣象衛星可以從太空不同的位置對地球表面進行拍攝,再把大量的觀測數據傳回地面工作站,最後合成精美的雲圖照片。人們既可以接收可見光雲圖,也可通過使用合適的感光儀器接收到其他波段的衛星照片,如紅外雲圖。
目前,電視節目中通常使用的雲圖,就是紅外雲圖通過電腦處理、編輯而成的假彩色動態雲圖畫面。
在黑白紅外衛星雲圖照片中,我們看到有些地方呈白色,有些地方呈黑色,而另一些地方卻呈灰色等等。這些顏色代表什麼含義呢?
如果地球表面是一片晴空區,衛星觀測到的是從地面發射到太空的紅外輻射資訊,衛星雲圖上表現為黑灰色。黑色越深,表示地面輻射越強,天 氣越晴好;當某地上空為雲、雨覆蓋,衛星觀測到的則是從雲頂發向太空的紅外輻射,表現為白色或灰白色。白色表示輻射很弱,氣溫很低,雲系很厚密,降雨強度 也就很大;晴空區與雲雨區之間的過渡帶通常為深灰、灰、淺灰色雲系覆蓋,表示有不同厚度的雲而無明顯降水。在電視顯示的衛星雲圖上,地表和海洋常用綠色和 藍色表示。
由氣象衛星從太空攝得的可見光雲圖,是利用雲滴和冰晶等對陽光的粗粒散射而產生的散射光拍攝而成。雲圖上白色表示太陽光反射強,灰黑的 地方表示反射較弱。由於陸地的反射能力比海洋高,所以可見光雲圖上的陸地表現為灰色,海洋表現為黑色,而冰雪和深厚雲系覆蓋的地區一般呈白色。
使用紅外雲圖的一個好處是它能不分晝夜地提供雲蓋和氣團溫度資訊,而可見光雲圖只有白天的資料可用。當然,要準確地解釋衛星雲圖包含的資訊最好是兩種雲圖結合起來使用。
衛星雲圖上各類雲的特徵:
A/ 卷狀雲 在可見光雲圖上,卷雲的反照率低,呈灰一深灰色;若可見光雲圖卷雲 呈白色,則其雲層很厚,或與其他雲相重迭;在紅外雲圖上,卷雲頂溫度很低,呈白色。 無論可見光還是紅外雲圖,卷雲有纖維結構。
B/ 中雲(高層雲和高積雲) 在衛星雲圖上,中雲與天氣系統相連,表現為大範圍 的帶狀、渦旋狀、逗點狀。在可見光雲圖上,中雲呈灰白色到白色,色調的差異判定雲 的厚度;在紅外雲圖上,中雲呈中等程度灰色。
C/ 積雨雲 無論可見光還是紅外雲圖,積雨雲的色調最白;當高空風小時,積雨雲 呈圓形,高空風大時,頂部常有卷雲砧,表現為橢圓形。
D/ 積雲、濃積雲 在可見光雲圖上積雲濃積雲的色調很白,但由於積雲濃積雲高度 不一,在紅外雲圖上的色調可以從灰白到白色不等,紋理不均勻,邊界不整齊。其型式 表現為積雲線和開口細胞狀雲。
E/ 層雲(霧) 在可見光雲圖上,層雲(霧)表現為光滑均勻的雲區;色調白到灰 白,若層雲厚度超過300米,其色調很白;層雲(霧)邊界整齊清楚,與山脈、河流、海 岸線走向相一致。在紅外雲圖上,層雲色調較暗,與地面色調相的。
在衛星雲圖上識別雲的判據有六個:
①結構型式:是指不同明暗程度物象點的分散式樣,如高層高積雲常表現為帶狀、渦 旋狀等,開口細胞狀雲系是由積雲濃積雲組成等;
②範圍大小,是指雲系的分佈尺度,由雲系尺度可以推斷形成雲的物理過程,尺度小 的雲系常與中小尺度天氣系統相關;尺度大的則與大尺度的天氣系統聯繫。
③邊界形狀:不同類型的雲,邊界不盡相同,如積雲濃積雲邊界不整齊,層雲(霧)邊界較整齊。
④色調:是指物象的亮度。可見光雲圖上雲的色調與雲厚和雲的成分有關,紅外雲圖 上則與雲頂溫度相關。
⑤暗影:是指在一定太陽高度角下,高的雲在低的目標物上的投影。
⑥紋理:用來表示雲頂表面粗糙程度,如層雲(霧)雲頂表面均勻、光滑;而積雲濃 積雲表面多起伏、不均勻。