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衛星雲圖
satellite cloud imagery
由氣象衛星自上而下觀測到的地球上的雲層覆蓋和地表面特徵的圖像。各種不同尺度天氣係統的雲區和各種不同的地表特徵，在這種圖像上都有其特定的色調、範圍大小和分佈形式。利用衛星雲圖可以識別不同的天氣係統，確定它們的位置，估計其強度和發展趨勢，為天氣分析和天氣預報提供依據。在海洋、沙漠、高原等大片缺少氣象觀測臺站的地區，衛星雲圖所提供的資料，彌補了常規探測資料的不足，這對提高預報準確率起了重要作用。
種類 根據衛星上儀器裝置的不同，衛星雲圖可以分成兩類:一類是由衛星上電視照相機所拍攝的雲圖,即電視雲圖；另一類是由輻射儀對地球大氣進行掃描探測得到的雲圖。在電視雲圖上，圖像的黑白程度表示地表面和各類雲對太陽輻射的反射率強弱，白色表示反射率最強，黑色表示反射率最弱。掃描輻射儀探測到的衛星雲圖又分兩種：①用輻射儀測量雲和不同性質地表面對太陽輻射可見光的某一波段（如0.52～0.73微米）的反射輻射強度時，由於不同種類的雲和不同的地表的反射能力不同，可以得到一張與電視雲圖相似的雲圖。這種雲圖和電視雲圖一起，統稱作可見光雲圖。②用輻射儀測量在大氣窗區波段（8.5 ～11微米）來自云頂或地表面放射的紅外輻射。這種觀測值可以轉換成雲頂或地表面的輻射溫度，用黑白層次表示溫度的高低，由此得到一張由雲和不同性質地表面的分佈圖像。這種圖像稱作紅外雲圖。
分辨率 圖像資料的分辨率高低是衡量衛星雲圖質量高低的一個重要指標。按照衛星上電視照相機的精度和掃描輻射儀觀測的瞬時視場大小，分成低分辨率和高分辨率雲圖兩種。分辨率高，雲中細小結構能表示出來。目前第三代業務衛星的可見光和紅外掃描輻射儀的分辨率都是 1.1公裏。在1972年以前極軌氣象衛星分辨率低，可見光和紅外通道的分辨率分別是4公裏和8公裏。
圖像處理 有時在衛星紅外雲圖分析時需要知道雲頂的溫度，例如，在估計對流雲的降水量分佈時，需要知道低溫的雲區範圍。衛星雲圖的增強顯示裝置，可以將紅外雲圖顯示成7～9個不同黑白色調的圖像，其中每一色調表示一個確定的溫度範圍，由此可以看出雲頂溫度（或云頂高度）的分佈。有時為了某種特殊需要，也可使用此裝置將某一個或某幾個溫度範圍的區域顯著地突出出來(圖1 紅外增強顯示衛星雲圖)。如果將這種裝置的黑白顯示器改為彩色顯示器，就可以得到不同顔色表示不同溫度範圍的彩色雲圖，叫做偽彩色雲圖（見彩圖歐洲中期天氣預報中心用彩色圖像顯示發佈的 500百帕等壓面的五天預報圖 紅綫表示氣流，白色實綫表示下沉運動區，白色虛綫表示上升運動區）。
圖像分析 在衛星雲圖上，不同的天氣係統表現為不同特徵的雲型。鋒面的雲型呈氣旋性彎麯的分佈，這類雲型稱作鋒面雲帶(圖2 甚高分辨率衛星雲圖)。高空急流的雲型呈帶狀,它是由捲雲組成的,極地一側光滑清晰,並呈反氣旋性彎麯的雲帶,稱作急流雲帶。急流軸位于云係的極地一側光滑的邊界處。渦旋雲係是另一類在衛星雲圖上常見的雲型。其中臺風的渦旋雲係(圖1紅外增強顯示衛星雲圖) 由一條條從臺風外嚮臺風中心旋入的蠃旋雲帶組成。對強度較大的臺風，其臺風眼在衛星雲圖上表現為一黑色小圓點。高空切斷低壓的雲型表現為一條上百公裏寬，幾千公裏長，氣旋式旋嚮中心的渦旋雲型。在中高緯度洋面上高空槽的雲係表現成標點符號逗點“，”的形狀，這種雲型稱作逗點雲係。當強寒潮南下到洋面時，在鋒面雲帶的後面會出現由積雲組成的環狀、半環狀和白球狀的大片雲係，這種雲型分別叫做開口細胞狀雲係和閉口細胞狀雲係。在細胞狀雲係後面是許多短的細積雲綫，它們都排列成西北—東南走嚮或南北走嚮，這種雲型稱作雲街。雲街的走嚮和低空（地面至 5公裏）風的鉛直切變方向一致。在衛星雲圖上雷暴高壓的外圍表現成一條弧狀的雲綫，這種雲型稱作弧狀雲綫。一條弧狀雲綫與另一條雲綫或云帶相交的交點處有更強烈的對流發展。
氣象人員可根據這些雲型特徵，以及它們同某些氣象要素、天氣係統的位置和強度的關係來識別天氣係統，確定其位置，估計它們的強度，並判斷它們未來的移動、演變趨勢。
（陶詩言 方宗義） |