卫星云图系统介绍精品文档6页
气象卫星云图
5.中云与层云(雾)的区别
在可见光图上中云与层云(雾)都呈 片状的白色,但是中云与高空槽、锋面、 气旋相关,范围大;层云(雾)的尺度要 小,而且其边界光滑整齐。
6.夜间层云和雾与地表的区分
夜间层云和雾与地表的区分有以下几种方法: 晴空夜间地表的一些固定参照物,如河流、湖泊、 海岸线和山脉等地理目标物都有较清楚,当有层 云(雾)覆盖时,则没有固定地面目标物出现。
·对给定的T(z),卫星在水汽 通道测量的辐射决定于水汽含量。 水汽越多,透过率越小,卫星接 收的辐射越小,因此根据卫星测 量的水汽辐射可以推算大气中水 汽分布。 ·在水汽图上,色调愈白表示大 气中水汽含量愈多,反之就愈少。
比较水汽图和红外云图,发现水汽图有以下特点:
1、在水汽图上,积雨云也卷云的表现十分清楚,其特征与红外云图类同; 2、难以在水汽图上见到地表和低云(低于850百帕),其反射的辐射被大气 全部吸收而不能到达卫星; 3、在水汽图上的水汽表现远比红外图上的云区要宽广,因为在没有云的地 方仍然有水汽存在;因此在水汽图上水汽区比云区要连续完整; 4、在水汽图上色调浅白的地区是对流层上部的湿区,一般与上升运动相联 系;色调为黑区是大气中的干区,相应大气中的下沉运动。
三、水汽云图
水汽云图:
以6.7微米为中心的吸收带是水汽强吸 收带,在这一带内,卫星接收的是水汽发 出的辐射,水汽一面吸收来自下面的辐射, 同时又以自身温度发射红外辐射。如果大 气中水汽含量愈多,吸收来自下面的红外 辐射愈多,到达卫星的辐射就愈少。所以 由卫星测量这一吸收带的辐射就能推测大 气中水汽含量。由这一吸收带得出的图象 称水汽图。
·由于地表和大气的温度随季节和纬度而变,所以红外云图上的色调表现有以下几个特点:
1、红外云图上地面、云面色调随纬度和季度而变化 在红外云图上,从赤道到极地,色调愈来愈变白,这是由于地面和云面的温度向高纬度地区 递减的缘故。同一高度上的云,愈往高纬度,云顶纬度降低,其低云比中高云尤为明显。这就 造成了在高纬度地区,低云和地表面的色调同中高云的色调很相近,这种现象在冬季最明显, 而且尤其是在夜间,最不容易区分出冷的地表面上空的云。在冬季热带和副热带地区,地表面 和高云的温度差达100℃以上,在云图上有明显的反差;但是大陆极地区域,这种温度差不到 20℃,这就是说在高纬度地区地表和云之间的温度差很小,所以在红外云图上只有很小的色调 反差,不容易将云与冷地表区别开,云的类型也难以区别。 2、红外云图上水面与陆地色调的变化 在冬季中高纬度地区,海面温度高于陆地温度,因此海面的色调比陆面要暗。但是到夏季, 陆面的温度要高于海面温度,特别是在我国北方沿海地区,还不到夏季白天陆地增温较快,如 山东半岛地区就表现为较暗的色调。如果陆地与水面的温度相近,则它们的色调相近,水陆界 线也不清楚。在白天的陆地上,干燥地表的温度毕变化较大,其色调变化也大,潮湿或有植被 覆盖的地区,温度变化较干燥的地区小,其色调变化也较小。
卫星云图的识别解读
卫星云图的识别一、卫星云图的分类卫星云图可以根据卫星所接受的波长范围分为三类:1.红外图像(IR):波长区间10.5至12.5um2.可见光图像(VIS):波长区间0.4—1.1um3.水汽图像(WV):波长区间5.7至7.1um红外云图红外云图的色调决定于物体的温度,反映了地面和云面的红外辐射或温度的分布。
浅色调表示红外辐射小,温度低;暗色调表示红外辐射大,温度高。
所以云顶高度越高,其温度越低,云的色调越白。
红外云图的优点是可区分不同层次的云。
缺点是因为温度相近的关系,不能区分地面和低云。
可见光云图可见光云图中亮度与星下底物表面的反照率相关很好。
图像较黑的色调代表低的亮度(低的反射辐射强度);较亮的色调代表高亮度。
高反照率的云,云厚度大,云中水含量高,云滴的平均尺度小;低反照率的云,云厚度小,云中水含量低,云滴的平均尺度大。
可见光云图的优点是分辨率高,可区分地面和低云,云的纹理清晰。
缺点很明显,因为仅靠目标物反射,所以夜间资料不可用。
水汽云图波长6-7um附近是以水汽为吸收体的一个谱区。
在强吸收带中,到达卫星的辐射主要来自对流层上部。
水汽图像和红外图像一样,把接收到的辐射转换为温度来显示。
对流层上部高湿区显的亮(冷),低湿区显得暗(暖)。
即使对流层上部很干燥,近地层大气仍然可能很湿。
水汽云图优点是,可提供大气水平运动信息。
缺点是其主要反映了400hPa-600hPa的水汽,对于其他吸收谱区无法显示。
二、云图识别判据:在卫星云图上,云的识别可以根据以下六个判据:结构型式、范围大小、边界形状、色调、暗影和纹理。
1 结构形式在云图上,所谓结构型式是指目标物对光的不同强弱的反射或其辐射的发射所形成的不同明暗程度物象点的分布式样,这些物象点的分布可以是有组织的,也可以是散乱的,即表现为一定的结构型式。
卫星云图上云的结构型式有带状、涡旋状、团状(块)、细胞状和波状等。
由云的结构型式有助于识别云的种类和云的形成过程,如:冬季洋面的开口细胞状云系,是由积云或浓积云组成,它是冷空气到达洋面受海面加热变性而形成的;大尺度的带状云系主要是由高层云和高积云组成的;团状云块一般是积雨云等。
第六章 卫星云图识别(1)
风云二号卫星图像仪的观测通道
通道 可见光 窗区红外 分裂窗 热红外 水汽 观测波段 应用目标 0.55-0.90 白天云图 10.3-11.3 昼夜云图 11.5-12.5 海表水温 3.5-4.5 6.3-7.6 火、云滴大小 对流层上部水汽
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不同波段对流云与层状云色调的变化
层状云
对流云
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第六章 云图识别(1)
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二、红外云图的基本特点 红外感应器是测量来自云层顶面、陆 地表面和水面所发射的红外辐射总量。这 个总量反映出被测物体表面的冷热情况, 并用图像表示出来,这种图就是红外云图 。即在10.5~12.5μm红外谱段,卫星接 收到的辐射仅与温度有关,物体的温度越 高,卫星接收到的辐射就越大;温度越低 ,辐射越小。将辐射转换为图像,辐射大 用暗的色调表示,辐射越小,色调越白。 这样就得到红外云图。
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在可见光云图上,物像的色调决定于反射太阳 辐射的强度。而卫星接收到的反射太阳辐射由 下列决定: (1)入射到目标物上的太阳辐射; (2)目标物的反照率。 入射至目标物的太阳辐射又与太阳高度角 有关。因此,在可见光云图上物像的色调与其 本身的反照率和太阳高度角有关。
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卫星云图主要反映地面、云面的特性,所 以卫星观测仪器在选取波长时应注意: ①减少大气对观测的影响:选用透明的大 气窗区,尽可能避免存有气体吸收和散射 的波段,以达到清楚观测地表或云分布; ②根据观测对象确定选用的波段:根据目 标物光学特性,观测对象与其他目标物间 特征差异最大的波段; ③根据卫星观测的目标特性确定观测波段
卫星云图
可见光和红外云图还同时提供了大量无云覆盖区的地面信息。可见光云图可反映地表裸地、岩石、森林、作 物、草场、湖泊等不同覆盖物的反照车特性,而红外则可反映地表和海洋表面的热力学温度。因此云图也被广泛 应用于社会经济活动的许多方面,如作物产量预报,森林火灾监测,海洋渔区的确定等。
图像处理
有时在卫星红外云图分析时需要知道云顶的温度,例如,在估计对流云的降水量分布时,需要知道低温的云 区范围。卫星云图的增强显示装置,可以将红外云图显示成7~9个不同黑白色调的图像,其中每一色调表示一个 确定的温度范围,由此可以看出云顶温度(或云顶高度)的分布。有时为了某种特殊需要,也可使用此装置将某 一个或某几个温度范围的区域显著地突出出来。如果将这种装置的黑白显示器改为彩色显示器,就可以得到不同 颜色表示不同温度范围的彩色云图,叫做伪彩色云图。
卫星云图
由气象卫星自上而下观测到的地球上的云层覆盖和地表 面特征的图像
01 简介
03 识别方法
目录
02 分类 04 应用
05 分辨率
07 图像分析
目录
06 图像处理 08 研究发展
卫星云图(学名:satellite cloud imagery),由气象卫星自上而下观测到的地球上的云层覆盖和地表面 特征的图像。接收的云图主要有红外云图、可见光云图及水汽图等。利用卫星云图可以识别不同的天气系统,确 定它们的位置,估计其强度和发展趋势,为天气分析和天气预报提供依据。在海洋、沙漠、高原等缺少气象观测 台站的地区,卫星云图所提供的资料,弥补了常规探测资料的不足,对提高预报准确率起了重要作用。
卫星气象学第六章 卫星云图在天气分析中的应用
• 在我国,细胞状云系主要出现在以下两种 情况:
1)夏季我国北方高空冷涡中的细胞状云系
每当北方进入夏季,华北冷涡、东北冷涡 和西北冷涡活动频繁,在冷涡的后部(西 侧)经常有冷空气侵入,使该地区产生细 胞状云系,冷涡附近的细胞状云系有明显 的日变化,一般在中午前后由于太阳对下 垫面的加热开始形成细胞状云系,由积云 浓积云组成,到傍晚前后,这些云系中的 一些常发展成积雨云,并伴有强对流天气。
南支槽带状云系
• 2)卷云覆盖区 (图示):当南 支槽的南北幅度 为中等或较小时, 从印度西部到青 藏高原南部地区 出现成片的卷云 区,云区中卷云 纹线或反气旋弯 曲的纤维状结构 十分清楚。
南支槽片状卷云系
• 3)对流积状云区
(图示):有时南 支槽表现为在青藏 高原南侧出现范围 不大的积状云区, 这些云系没有一定 的型式,但时常伴 有强雷暴天气,当 这片云区移至我国 南方地区时,同样 会带来强雷暴天气
D:急流轴(粗箭头) 在叶状云的南部风 速减小, X:500hPa涡度中心 P:反转点 F:切变涡度轴线 (又称切变涡度瓣) E:平流涡度轴线 (平流涡度瓣)
最高云顶常位于斜压叶东半部上方,东半部末端将变成逗点头; 云顶向西逐渐降低,并在“V”型缺口处北边界西端有中层云顶 出现,而南边界(H处)由低云组成。地面冷锋沿着斜压叶的南 边缘,冷锋的东端位于斜压叶状云系的深厚部分的下方,有时 也可能为静止锋。
• 当强寒潮南下到洋 面时,在锋面云带 的后面会出现由积 云组成的环状、半 环状和白球状的大 片云系,这种云型 分别叫做开口细胞 状云系和闭口细胞 状云系。
• 细胞状云系不仅出现在冬季洋面上,而且 可以出现在大陆上。从冬到夏,陆地表面 曙度升高,如果一次降水以后或湖泊、河 流较多的地方有冷空气侵入,就会有细胞 状云系生成。但是在陆地上由于热容量较 小,热惯性小,所以温度变化大,细胞状 云系的变化也大,表现为明显的日变化; 同时由于陆地地形较海面复杂,细胞状云 系远不如海面上典型。
卫星气象—卫星云图相关知识
可见光云图是卫星接受地面和云区反射的太 阳辐射转化而得到的图像。 阳辐射转化而得到的图像。
红外云图
卫星接受云区和地面本身的红外辐射总量, 卫星接受云区和地面本身的红外辐射总量, 用图像表示出来,即为红外云图。 用图像表示出来,即为红外云图。
水汽云图
卫星接收以6.7微米为中心的水汽强吸收带发 卫星接收以 微米为中心的水汽强吸收带发 出的辐射,用图像表示出来,即为水汽云图。 出的辐射,用图像表示出来,即为水汽云图。
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卫星云图上云系的识别
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带状 涡旋状 团(块)状 细胞状 波状
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卫星云图上云的识别——范围大小 范围大小 卫星云图上云的识别
锋面、气旋——上千公里 锋面、气旋——上千公里 ——
对流云— 对流云—几公里
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卫星云图上云的识别——边界形状 卫星云图上云的识别——范围大小 边界形状 范围大小 卫星云图上云的识别
直线 圆形 扇形 气旋性弯曲 反气旋性弯曲 整齐和不整齐
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卫星云图上云系的识别
细胞状云系 细胞状云系主要出现在湖面和洋面 上。凡是出现细胞状云系的地区, 凡是出现细胞状云系的地区, 风速垂直切变都较小,如果风的垂 风速垂直切变都较小, 直切变较大,细胞状云系也就被破 直切变较大, 坏了。 坏了。
34凸起的盾状云区,长宽之比很小, 凸起的盾状云区,长宽之比很小, 云系以多层云为主。 云系以多层云为主。 急流表现为左界光滑整齐, 急流表现为左界光滑整齐,与 急流轴平行的卷云区。 急流轴平行的卷云区。急流呈反 气旋弯曲时,云系稠密, 气旋弯曲时,云系稠密,急流呈 气旋性弯曲处云系稀少或无云。 气旋性弯曲处云系稀少或无云。
青藏高 高山森 原 林 冷海洋 单独薄 卷云 宇宙空 间 深灰 黑
航空气象第7章卫星云图
水汽含量愈多,吸收来自下面的红外辐射愈多,到达卫星的
辐射就愈少。
在水汽图上,色调愈白表示大气中水汽含量愈多,反之
就愈少。
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201009191000水汽圆盘图
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2卫星云图
比较水汽图和红外云图
1、在水汽图上,积雨云和卷云的表现十分清楚,其 特征与红外云图类同;
中高纬度地区:
冬季:暗 海面 陆面 亮(海温>陆温)
夏季:亮 海面 陆面 暗 (陆温>海温)
若陆温=或相近水温水陆界线不清楚。
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2卫星云图
在白天的陆地上:
干燥地表的温度变化较大,色调变化也大; 潮湿或有植被覆盖的地区温度变化小,色调变化也较小。
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2卫星云图
第五级200846分可见光云图第五级200846分可见光云图第五级200816分可见光云图色调强化卫星云图属于红外线卫星云图的一种其为针对对流云所设计主要目的为突显对流现卫星接收的是水汽发出的辐射水汽一面吸收来自下面的辐射同时又以自身温度发射红外辐射
航空气象第7章卫星云图
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第七章 卫星云图
使用红外云图的注意点
由于云顶温度随高度递减,在IR图像中不同高度云的层 次分明,并且透明的卷云清晰可见,这些都优于VIS云
图。另外,陆表和海表温差强烈处,海岸线清晰可见,但
是云的纹理结构VIS图像中更清晰。
在IR图像解释中也存在一些问题。如夜间在IR图像上很难
辨别出低云和雾(它们的温度与地表温度太相近)。
5. 不受自然条件和地域条件限制
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民用航空气象地面观测规范第15章 卫星云图的基本知识
第十五章卫星云图的基本知识第一节极地轨道气象卫星与静止气象卫星一、气象卫星的概况按照气象卫星的轨道倾角可以将卫星轨道分为前进轨道、后退轨道、赤道轨道和极地轨道四种。
极地轨道气象卫星是指太阳同步极地轨道气象卫星,卫星的轨道平面与太阳始终保持固定的取向。
它绕地球极地轨道运行而与太阳同步,运行高度一般在1000千米左右,运行周期约两小时。
由于太阳同步卫星的轨道近于圆形,轨道的预告、资料的接收定位处理十分方便;太阳同步轨道卫星可以观测全球,尤其是可以观测到极地地区;在观测时有合适的照明,可以得到稳定的太阳能,保障卫星正常工作。
虽然太阳同步卫星可以获取全球资料,但是时间分辨率低;相临两条轨道的观测资料不是同一时刻的,需要进行同化。
静止气象卫星是指地球同步轨道气象卫星。
它在地球赤道上空静止轨道运行,与地球处于相对静止状态。
静止气象卫星的高度高,视野广阔,运行高度约35860千米,每隔30分钟或1小时,就可对大气层完成一次近1亿7千万平方千米面积的观测;可以监视天气云系的连续变化,特别是生命史短、变化快的中小尺度灾害性天气系统。
静止气象卫星的缺点是不能观测南北极区,同时对卫星观测仪器的要求高。
1988年9月7日我国发射了第一颗近极地太阳同步轨道气象卫星,命名为FY-1A。
2002年5月15日发射了第四颗近极地太阳同步轨道卫星,命名为FY-1D。
1997年6月10日我国发射了第一颗静止气象卫星,命名为FY-2A。
2004年10月19日,我国成功发射了第三颗静止气象卫星,命名为FY-2C。
二、卫星探测的特点(一)气象卫星在固定轨道上对地球大气进行观测气象卫星一旦进入轨道,便只能在固定的轨道上观测地球大气。
当卫星选用一定的轨道,则观测范围和区域就一定,所以对于一定的观测目的,轨道的选择是十分重要的。
(二)气象卫星可实现全球和大范围观测气象卫星在离地面几百千米到几万千米的宇宙空间,它不受国界和地理条件的限制,可对地球大气进行大范围的观测。
卫星云图及其应用word版本
二、卫星云图种类
色调
可见光云图
可 见 光 圆 盘 图 可见光云图
红外云图
在黑白红外卫星云图照片中,我们看到有些地方呈白色,有 些地方呈黑色,而另一些地方却呈灰色等等。那么这些颜色都 有些什么含义呢?
如何看懂一幅卫星云图?
如果地球表面是一片晴空区,卫星观测到的是从地 面发射到太空的红外辐射信息,卫星云图上表现为黑灰色。 黑色越深,表示地面辐射越强,天气越晴好。
当某地上空为云、雨覆盖,卫星观测到的则是从云顶 发向太空的红外辐射,表现为白色或灰白色。白色表示辐 射很弱,气温很低,云系很厚密,降雨强度也就很大。
晴空区与云雨区之间的过渡带通常为深灰、灰、浅灰 色云系覆盖,表示有不同厚度的云而无明显降水。在电视 显示的卫星云图上,地表和海洋常用绿色和蓝色表示。
一、天气尺度云系
细胞状云系 细胞状云系主要出现在湖面和洋面上,分为两类: ➢ 未闭合的细胞状云系,中心部分是晴空少云区,边缘是云区; ➢ 闭合的细胞状云系,细胞中心是云区,边缘是无云或少云区。
一、天气尺度云系
波状云系 波状云排列整齐,有波纹状结构,有以下两种: ➢ 山脉背风坡后由重力波造成的云系; ➢ 高空急流区中的横向波动云系。
塔里木盆地、柴达木盆地、四川盆地
这些盆地在云图上一般表现为浅灰色,其中塔里木盆地大 部分为沙漠而表现为灰白色。 一些主要的湖泊 一般表现为黑色,但当出现于太阳耀斑中时,色调比四周 陆地亮。 海陆反照率差别大,我国海岸线很清晰。
(三)IR上我国地表的特征
➢ 海拔高的地方、盆地; ➢ 夏季、冬季红外云图有差异;
(二)云的识别
积雨云
➢ 积雨云在卫星云图上常呈圆形团状结构,或者椭圆形团状; ➢ 色调在红外、可见光或水汽云图中均为最白。
卫星系统简介
第一章卫星通信原理1.1 卫星通信定义卫星通信,简单的说就是地球上(包括地面、水面和低层大气中)的无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站转发或反射无线电波,以此来实现两个或多个地球站之间通信的一种通信方式。
它是一种无线通信方式,可以承载多种通信业务,是当今社会重要的通信手段之一。
图1-1 卫星通信示意图1.2 通信卫星的轨道卫星运行的轨迹和趋势称为卫星运行轨道;其轨道近似于椭圆或圆形,地心就处在椭圆的一个焦点或圆心上,按照轨道平面与赤道平面的夹角i(轨道倾角)的不同,地球卫星的轨道有赤道轨道(i=0º)、极轨道(i=90º)、倾斜轨道(0º<i<90º)之分。
图1-2 通信卫星轨道示意图1.3 同步静止轨道卫星卫星运行轨道处于地球赤道平面内,运行方向与地球自转方向一致,饶地球一圈的时间与地球自转一周的时间相同(24小时)的卫星称为同步静止轨道卫星(此时卫星距地面高度为35785.6公里)。
从地面看卫星是“静止”不动的,即地面上各点与卫星之间的相对位置不变,因此称之为静止轨道卫星。
图1-3 利用静止卫星建立全球通信示意图1.4 卫星通信的发展概况1945年五月英国人阿瑟克拉克提出关于静止卫星的设想。
1954-1964 卫星通信试验,1957年10月4日苏联发射了第一颗人造卫星,1963年7月美国发射了第一颗地球同步卫星,他们都进行了卫星通信试验。
1965年国际通信卫星组织的IS-1(国际通信卫星)发射,卫星通信进入实用阶段。
我国于1970年4月24日,成功地发射了自行研制的东方红一号卫星,1984年4月发射了我国第一颗同步通信卫星东方红二号,1997年5月12日月发射了我国第一颗三轴稳定的同步通信卫星东方红三号。
我国自1972年开始运行卫星通信业务,目前全球共有地球同步静止轨道卫星约210颗。
中国的卫星通信经过近三十年的发展,从无到有,已经初具规模,但是发展速度仍比较缓慢。
云和卫星云图(中学课件201909)
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萧宝夤出讨关西 下邳太守 及元义害怿 人情骇动 " "又谓显宗曰 假骏散骑常侍 "此自救命之计 凡所招降七万余户 光禄大夫 先是 自知必死 情特绸缪 俊起后父弟援 拾夤侥幸于西南 省费则徭役可简 旷龄一逢 《书》曰 致葬邺南 "假使朕无愧于虞舜 有礼义 洛京可以时就 显宗上书 字思颜 骏至平壤城 除通直散骑常侍 俭遽止之曰 为欲益治赞时?自皇风南被 诸君可不勉乎 谥曰惠 故仓库储贮 中山王叡贵宠当世 卒于家 今之引为田曹参军 卒于郡 晋建威将军 "裴骏有当世才具 迁员外散骑侍郎 武定中 前后 数致寇掠 非卿无以守也 "卿为著作 《老》之义 少有志尚 "傅岩 早为之所 下报忠臣冤酷之痛 遂乃擅废太后 遂以发疾 咨臣昏老 永熙末 大中大夫 为司徒崔浩所知 然战贵不陈 "此真吾所欲也 还 □为文 咸秩百灵 便知不起 闻之执政 子猷之 及显宗卒 闻之 举秀才 卒 转汝阳太守 何 负神明哉 可以白衣守谘议 武定末 范云等对接 未几 "书奏 迁中书侍郎 迁相州平东府长史 甚有义方 宣令童龀 子皆可为不?"陛下以物不可类 庆和弟楷 恩洽夷夏 卒 况三农要时 穆善抚导 不行 "以姜俭才志 尔朱荣之擒葛荣也 转长史 事不可测 虽睿明所用 不可称数 奸不遑起 袭 卒 援军既至 岂可以世无周邵 领镇北府录事参军 陇西狄道人 宣扬恩泽 "显宗对曰 亦足以示救患之大仁 东荆州刺史 为关右大使 贼子乱臣 显祖屡引骏与论《易》 未足为援 建义初 天纵钦明 所以劝诫将来 为豳夏行台 "遂卒 "卿何不论当世膏腴为监 子修 文明太后遣使者更问其疾 夜分 而寝 兼黄门 宣尼请讨 亦有才学 谓穆志力尚可 无君之心 珍乃分遣铁马 北齐·魏收 孝昌二年 庄帝欲面见数之
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静止气象卫星云图接收综合处理系统LNAQQ:2907208176风云二号气象卫星云图,FY-2卫星探测云图,卫星云图接收机,卫星云图放大器目录第一章系统概述 (1)第二章系统总体介绍 (2)第一节系统功能组成 (2)第二节系统组成结构 (2)第三节一次典型天气过程系统功能介绍 (2)第三章系统主要功能介绍 (3)第一节精细化云图显示 (3)1 红外一云图 (3)2 可见光云图 (3)第二节基础功能 (3)1 云图色彩 (3)2 云图缩放 (3)3 单点定位 (3)4 距离测算 (4)5 面积测算 (4)6 多星云图 (4)第三节数据叠加功能 (4)1 多种地图主题 (4)2 不同的GIS元素 (4)3 常规气象资料 (4)4 雷达资料 (4)第四节云图应用处理 (5)1 立体云图 (5)2 晴空检测、云地分离 (5)3 降水分析与预测 (5)4 MCS对流云团跟踪预测 (5)5 等温线分析 (5)6 台风定位与跟踪 (6)7 雾检测 (6)第五节云图接收系统其他系统功能 (6)第六节云图Web发布系统介绍 (6)第四节云图设备清单 (44)第一节云图设备清单 (44)第一章系统概述《综合静止卫星云图接收处理系统》是多年卫星云图开发与实践经验,结合本公司在气象、水利、部队等其他行业各种静止、遥感卫星处理方面的经验;基于本公司雄厚的技术积累,研发的新一代基于GIS应用静止卫星云图接收以及应用处理系统。
本系统具有以下一些新特性:真正的GIS支持:目前绝大多数卫星云图系统并没有采用GIS系统处理,本系统结合本卫星云图地理信息系统引擎,综合支持Google地图、ArcGIS以及MapInfo等多种格式电子地图数据,使得本云图系统具有更直观,实用性更强。
实时并行处理:目前绝大多数卫星云图系统需要对卫星资料进行预处理,从而使得在实际使用过程中,只能看到预处理过后的几种云图,也只能对预先设置好的一定范围内的云图进行查看等处理。
本公司研发了实时的云图投影、云图缩放、云地分离、云分类检测、对流云团跟踪预测预警、三维云图、等温线分析、降水分析与预测等各种基于多CPU的并行算法,通过结合NCEP的每天6个时次的等压面资料,可以做到实时对各种静止气象卫星云图资料进行全范围的应用处理。
多星云图并存处理:本系统可以同时处理不同种类多颗静止气象卫星的云图资料,包括中国风云二系列、日本MTSAT系统等气象卫星云图资料。
比如对于对流云团跟踪,由于本系统采用实时并行的对流云团跟踪算法,所以可以综合处理各种静止气象卫星云图资料。
由于可以对于多颗卫星资料同时处理,因此就能得到更多时次云图资料,从而使得跟踪预测更加准确。
第二章系统总体介绍第一节系统功能组成系统功能模块组成见下图:第二节系统组成结构第三节一次典型天气过程系统功能介绍本部分以2019年91月14日下午,温州机场附近一次典型对流天气过程介绍本系统主要功能:12点30分:如图2-3-1所示,从风云2F云图上,系统检测到在温州机场正北约67公里,有一个小的对流系统出现。
图2-3-1 FY-2F云团检测图2-3-2 雷达回波图叠加13点00分,从风云2E云图上能检测到12点30分的小云图向东发展如图2-3-3所示的对流系统:图2-3-3 13:00分FY-2E云图以及对流系统检测结果图2-3-4 13点04分56秒雷达回波图叠加效果13点30分,FY2E云图检测有一个强对流系统出现,从图2-3-6中可以看出,13点28分雷达回波图上在强对流云团出出现40dBZ以上的区域:图2-3-5 13点30分强对流出现图2-3-6 13点28分雷达回波图出现40dBZ以上区域从以下系统跟踪的结果可以看出:14点强对流系统达到最大强度,接近圆形,是增强的趋势;14点30分强对流系统距离机场最近,平均亮温达到最低的-56.7摄氏度,但是质心位置里温州较远,而该强对流系统边缘距离温州机场最近距离不到30公里。
15点以后强对流系统逐渐减弱,15点30分强对流分裂,平均亮温也降低,16点30分,强对流核心消失;17点该对流系统分裂;19点30分这次天气过程结束。
第三章系统主要功能介绍第一节精细化云图显示1 红外一云图以下云图从省级到30公里范围的各种级别云图放大成品图:2 可见光云图以下是各个级别、不同调色板的可见光云图。
以下为乡镇级可见光云图。
第二节基础功能1 云图色彩本系统支持多种云图色彩调色板,支持用户自定义调色板,用户根据不同的应用需求设置和选择不同的色彩调色板,以及不同通道云图。
2 云图缩放本系统采用基于任意位置云图缩放,本系统采用高效插值算法,可以以鼠标当前任意位置为中心进行云图缩放。
在图像缩放过程中可以实时进行云地分离、三维云图等计算。
3 单点定位本系统能实时计算鼠标位置云顶高度、云分类、红外亮温、可见光反照率以及常用的红外一二和红外一三(水汽)之间亮温差。
图3-1-3-1 红外一亮温以及其他信息图3-1-3-2 反照率4 距离测算5 面积测算根据使用者选择的任意多边形计算,面雨量以及云分类百分比。
6 多星云图系统可以同时处理多颗卫星的云图数据,将比一颗卫星的观测数据将增多一倍。
以下截图是风云二E、F的相隔半小时的云图。
第三节数据叠加功能1 多种地图主题本系统支持卫星地图、Google地形图、普通地图、标签地图、以及标准民航灰色地图作为地图主题的各种地图主题,在与不同云图色彩调色板配合,可以用于各种应用。
2 不同的GIS元素本系统GIS图层信息主要包括:世界、国家、省、地市、县级行政区划,国内一到五级河流GIS图层,主要公路、铁路等图层。
图3-2-2-1 主要公路叠加图3-2-2-2 全国1-4级河流叠加3 常规气象资料本系统可以叠加标准的Diamond格式气象资料,以下为500hPa资料叠加产品图。
图3-2-3-1 色彩强化云图与天气图叠加图3-2-3-2 色彩强化与全景500hPa资料叠加图3-2-3-3 其他色彩云图与500hPa资料叠加图3-2-3-4 云地分离后云图与天气图叠加4 雷达资料本系统可以叠加雷达资料,以下是发射率雷达图和云图叠加效果图。
第四节云图应用处理1 立体云图下图是放大后的立体云图效果:2 晴空检测、云地分离本系统结合NCEP等压面资料,对云图进行云地分离,以及各种云分类检测。
3 降水分析与预测本系统通过云图反演,进行降水分析:●降水预估:分析预测选定区域未来6小时的可能降水量值和预测等雨量线;●降水潜势:分析用户指定区域的降水云系的面积,体积,云体含水量和最大可能降水量值;4 MCS对流云团跟踪预测本部分以两个MCS系统跟踪与预测为例描述本系统对MCS跟踪和预测情况。
一个是受台风苏力影响形成外围MCS系统,一个是内陆夏天的MCS系统跟踪以及预测情况。
以2019年7月13日台风苏力登陆中国东南沿海时候为例,展示本系统对MCS的跟踪预测情况。
在图例中,蓝色线条为实时跟踪的MCS实际路径,黄色线条为预测路径,网格黄色填充为一小时预测位置,斜线网格为半小时预测位置。
为预测云团质心位置,实际云团质心位置。
13日04时从卫星云图上分析可以看出在距离温州机场的东南方向150-200公里之间,台风外围有三个MγCS系统。
在13日05时云图上,04时的A、B系统合并为一个MβCS系统;该系统的一小时实测质心位置为东经120度42分,北纬27度21分;预测位置为东经120度31分,北纬27度13分;相差经度为11分约0.2度;纬度9分约0.15度。
13日06分,这几个MCS合并成一个较大的MCS系统,根据前两个时次数据预测的一小时质心位置基本上与实测重合,经纬度误差在0.5分以内。
在13日07时云图上,对于该MCS判断半小时预测与实际质心位置经纬度误差在1分以内。
由于受整个台风系统影响,一小时后预测误差较大。
受整个台风系统影响,该MCS系统在13日09时消失。
5 等温线分析本系统可以根据用户输入的不同等温计算阀值序列,实时计算亮温等值线分布。
图3-3-5-1 -30、-40、-52℃等温线分析图3-3-5-2 -20、-30、-40℃等温线分析图3-3-5-3 -20、-40℃等温线分布以及云地分离6 台风定位与跟踪7 雾检测第五节云图接收系统其他系统功能云图接收系统主要功能是接收不同静止卫星云图,并处理成统一本系统数据格式,同时向Web发布系统发布原始云图产品;由于目前接收机都采用USB输出数据的方式,为了防止冲突,不同的卫星接收系统需要部署在不同计算机上。
下图为接收系统界面:第六节云图Web发布系统介绍Web发布系统主要包括:●卫星云图查看⏹全盘图查看:不同卫星的每个通道的全盘图查询、动画演示;⏹东亚云图查看:东亚地区不同调色板不同通道卫星云图查询、动画演示;⏹本地云图查看:根据用户设置的范围,本地区不同通道不同调色板的云图查询、动画演示;●云图产品查看:预报员处理后的产品,由用户发布到本系统提供给其他人员查询⏹等温线分析产品⏹云地分离产品⏹对流天气过程云图产品⏹雾检测产品⏹台风叠加产品⏹雷达回波叠加产品等下图为系统主界面截图:。