气象卫星的发展和应用

王淑蕊

摘 要：气象卫星是人类观测卫星的重要途径，实现了人类从太空观测地球大气的目标。气象卫星的实效性较强，具有较高的探测精准度和较广泛的探测范围，受到了人们充分的重视。目前，气象卫星在我国诸多领域得到了广泛应用，在较大程度上影响到了我国企业生产以及百姓生活。

关键词：气象卫星;发展;应用

前言：上个世纪六十年代，美国发射了世界上第一颗气象卫星。经过几十年的技术创新，我国也成功研发出来了极地气象卫星和地球静止气象卫星两种类型，业务化得到逐步实现。借助于气象卫星，可以对大气、地表信息有效获取，进而在天气预报、气候预报、环境与自然灾害监测等领域得到了广泛应用，在较大程度上促进了国民经济的发展与社会的进步。

1.气象卫星的发展

1.1气象卫星的种类

气象卫星综合了空间技术、遥感技术、计算机技术、通信控制技术等一系列先进技术，属于在太空中高悬的自动化高级气象站。一般情况下，可以将气象卫星分为两种类型，分别是极地气象卫星与地球静止气象卫星，本种划分依据是轨道的差异。极地气象卫星是同步于太阳旋转，地球静止气象卫星则是和地球保持同步运行状态。气象卫星包括低轨和高轨两种轨道类型，重复观测容易实现，具有较大的成像面积，能够对宏观同步信息有效获取，数据处理容量得到减少。极地气象卫星一般有600-1500米左右的飞行高度，每天都会两次经过某一个地区，这样全球气象资料即可在12个小时左右更新。同步气象卫星具有3万千米以上的运行高度，轨道平面重合于地球的赤道平面。本种类型的卫星覆盖面积较大，只需要5颗左右，即可对全球进行完全覆盖。

1.2气象卫星的发展现状

首先，风云一号卫星。上个世纪七十年代后，我国开始投入大量的精力，对气象卫星进行研发。九十年代以后的十年间，我国成功将4颗卫星发射于掏空。风云系列卫星的研发和发射，主要是将相应的材料提供给卫星运行轨迹高度的空间粒子成分以及监测空间的环境，同时对表面反射率进行测量，将全球地图、区域地图等资料提供给国家，同时，海洋水气、海表温度、植被等也是测量的重要内容。

其次，风云二号系列卫星。上个世纪八十年代，我国开始研究风云二号系列卫星。在发射第一颗试验卫星时，出现了严重困难。后经过反复试验，终于在1997年将风云二号卫星成功发射于太空。本颗卫星的自旋稳定较好，但是有故障出现于天线消旋系统中，进而导致工作状态不够稳定。经过5年左右的在轨运行后，卫星的系统工作状态开始保持有效运行，且具有较好的云图质量，但是不利于卫星气象的应用。为了解决这个问题，2000年我国又成功发射了风云二号第三颗卫星，通过系统分析和研究之后，解决了上一颗卫星出现的问题，目前已经在较多领域内得到了广泛应用。

2.气象卫星的应用探讨

2.1在气象领域的应用

对于气象卫星来讲，最基本的功能是分析和预报天气。通过有机结合气象卫星产品与气象业务，可以促使短期天气分析能力、天气预报质量得到提升和增强。研究发现，选用资料的初始值直接影响到天气预报的准确率，众所周知，海洋在地球上占据80%左右的面积，海洋地区人类无法居住，那么就无法了解这些地区的大气初始状态。针对这种情况，可以借助于气象卫星，探测全球大气。实践表明，在天气预报中合理应用卫星资料，对天气预报领域的发展起到了有效的促进作用。

此外，我国沿海地区的经济较为发达，但是很容易受到中尺度天气系统的恶劣影响，而中尺度的系统特征信息温度与温度场、中尺度云系结构、降水信息等是气象卫星信息资料的重要支撑，通过研究这些气象卫星信息资料，可以有效指导天气预报工作的开展，促使中尺度大气预报服务质量得到提升。此外，气象卫星射出的长波辐射紧密联系着天空云、云顶温度等内容，可以在很大程度上将降水强度反应出来，促进人们对大气环流系统的范围、强度等深入了解与掌握。

2.2在环境和自然灾害领域的应用

首先，在生存环境实时监测方面。一是能够有效监测大气环境与海洋环境，气象卫星在监测过程中，深入研究臭氧变化状况，可以将高层大气氯化氢增长态势反映出来。同时，科学技术的革新，气象卫星技术日趋成熟，还可以有效预测大气中的化学成分。在海洋监测中，可以跟踪预测渔业和鱼群，还能够监测河口泥沙，进而方便人们对河滩扩大状态进行了解，促进河流改道、港口选址等工作的顺利实施。二是能够实时监测城市环境指数。气象卫星通过监测温度变化，即可对城市热岛效应有效监测;通过遥感技术，监测区域植被等农作物变化状况，即可对城市化发展进程等有效了解。

其次，在自然灾害监测方面。一是台风监测。借助于卫星云图，通过分析判断台风的发生、发展过程，即可对台风天的位置合理确定，对台风强度、登陆地点等科学预测，甚至能够对降水量有效确定，将这些信息提供给相关部门，可以向社会及时发出通知，进而减低台风带来的危害和影响。二是洪涝、干旱灾害监测。研究发现，气象卫星不具备较高的分辨率，借助于卫星图像无法对水体泛滥情况直接判断，而通过对比分析相应时间段内的水体图像，即可有效了解水体变化情况。将卫星圖像上的经纬度、行政边界信息等充分纳入考虑范围，即可对水灾发生位置、区域、水淹面积等合理确定。在干旱监测方面，则是将极轨气象卫星传感器探测的数据充分纳入考虑范围，合理计算，即可对农作物干旱程度、土壤干旱程度等有效了解。其主要原理是这样的：土壤过于干燥的话，就会产生较大的昼夜温差;而土壤具有较高含水率的话，就会有较小的昼夜温差。因此，通过遥感技术的应用，实时监测某一时间段内的最高温度和最低温度，借助于相应计算模型的支持，即可对土壤含水状况有效掌握。三是森林火灾监测。一般来讲，森林火灾具有上千度的温度，可以被极轨气象卫星的短波红外窗区有效监测到。四是沙尘暴监测。气象卫星能够有效监测地表反射率、辐射率以及云系差异，那么通过科学分析可见光、红外多光谱的卫星通道信息，即可对沙尘暴的发生过程、影响范围等有效预测，促进了沙尘暴治理研究工作的深入开展。

2.3其他应用

借助于气象卫星的第二遥感通道，能够对反辐射值、植物叶绿色含量等有效探测，合理计算这些探测数据，即可对植被指数值有效确定，进而将植物的生长状况充分反映出来。植被指数值直接关系到农作物的生长及收成，综合分析植被变化状况以及其他的相关气象数据，可以对年度农作物情况综合评估。其次，鱼类对水温要求具有较大的差异，如果海表温度存在着较大的变化，那么说明本区域内集中了较多的鱼群。通过气象卫星监测，可以对海洋表面温度变化情况有效了解，进而对鱼群快速寻找，促使捕鱼量得到提升。此外，在西北高原地区的水库调度领域，借助于气象卫星，可以对积雪深度、面积、雪融、径流状况等有效了解，进而促进水库调度工作的科学实施。

3.结论

综上所述，气象卫星目前在诸多领域内得到了广泛的应用，促进领域的进步和发展。在未来的发展中，遥感技术、通信技术、计算机技术的革新与成熟，将会显著提升气象卫星的监测精确度以及空间分辨率，进而对全球气候变化等内容更好的监测，为人们生活质量的提升、社会经济的发展，做出更大的贡献。

参考文献

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