卫星气象—卫星云图相关知识资料
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卫星云图在天气预报中的应用培训课件
气象卫星和主要功能
一，气象卫星的现状和发展 1. 气象卫星的种类
近极地太阳同步轨道卫星 倾角约90
按轨道划分 地球同步轨道卫星(地球静止卫星)倾角0
非同步轨道卫星
倾角在90和0之间
按功能划分
试验气象卫星 业务气象卫星
气象卫星就是用于气象探测的人造地球卫星。根 据气象业务观测的需求，业务气象卫星的运行轨道可 以分为两类。
我国气象卫星发展现状
6颗极地轨道卫星，5颗静止轨道卫星 成功实现试验业务到应用服务的转变
1988.09.07 1990.09.03 1999.05.10 2002.05.15 2008.05.27 2010.11.05
1997.06.10 2000.06.25 2004.10.19 2006.12.08 2008.12.23
FY-2E A: 105ºE
东西有效覆盖范围：26.5°～165°E 重叠区：45°E～146.5°E，约101.5° 完全覆盖我国领土
风云极轨卫星地面站分布
国内4站+国外1站的设计极大提高了全球资料的获取能力和时效
A
风 云 三 号 星 高 分 辨 率 全 球 观 测 能 力
凤凰台风：FY-3A 250米分辨率
FY-2静止气象卫星
高度：赤道上空35800km，地球同步
FY-2A: 1997年6月发射（105°E） FY-2B: 2000年6月发射（105°E） FY-2C: 2004年10月发射（105°E） FY-2D: 2006年12月发射（86.5°E） FY-2E: 2006年12月发射（105°E）
卫星云图在天气预报中的应用
气象卫星的应用：气象卫星是国际公认的最有应
用价值和效益的遥感卫星之一！
卫星气象学课件：第5章 卫星云图分析基础0-1
5、微波（MV）图像，即地气系统在微波段（1mm~10cm; 3~300GHz）发射及散射辐射的图像，微波的频率范围较宽， 常用的有19、22、37、85GHz等频率的水平和垂直极化通 道，业务上常用的微波图像大多是由多通道组合反演得到的 产品图像
卫星云图分析的主要内容有：
1) 区分不同通道的云图，即是可见光还是红外云图？
27
表5.1是各种云和地面目标物体的反照率，
可见：
①水面的反照率最低，厚的积雨云最大； ②积雪与云的反照率十分接近，所以仅从可见 光云图上的色调难以区别云和积雪； ③薄卷云与晴天积云、沙地的反照率也很接近， 也不易区别它们。
太阳耀斑区
水体反照率小在云图 上呈黑色。但是，如果太 阳光从水面单向反射到卫 星仪器内，在可见光云图 上会出现一片色调较浅的 区域，或是小而明亮的区， 这些区称做太阳耀斑区； 它表明水面有微波或水面 平静。
可见光图像的黑白程度表示地球和大气中各种云对可 见的太阳光的反射辐射强度（主要决定于物体的反射 率），故其观测原理与照相原理相似。
较黑色调代表低亮度（低反照率辐射强度）
较亮色调……
L
L ()
E ()sun
其中Eλ（∞）是入射大气顶的辐射，通常可以当作定值， ρL（λ）地面反照率，μsun是太阳天顶角的余弦。
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
青海湖
L
CR A
D T
1975年8月14日9：00（UTC）的可见光图像
可见光云图解释中存在的问题
1 区分云与地面雪盖：都较为白亮，容易混淆
…因此关于地表状况的地理知识在云图解释中极其重要。 山脉上覆盖的积雪在黑色无雪的山谷衬托下表现出白色 和树枝状。另外，与云不同，地面雪盖是准静止的，利 用动画显示的图像可以区分
卫星云图分析的主要内容有：
1) 区分不同通道的云图，即是可见光还是红外云图？
27
表5.1是各种云和地面目标物体的反照率，
可见：
①水面的反照率最低，厚的积雨云最大； ②积雪与云的反照率十分接近，所以仅从可见 光云图上的色调难以区别云和积雪； ③薄卷云与晴天积云、沙地的反照率也很接近， 也不易区别它们。
太阳耀斑区
水体反照率小在云图 上呈黑色。但是，如果太 阳光从水面单向反射到卫 星仪器内，在可见光云图 上会出现一片色调较浅的 区域，或是小而明亮的区， 这些区称做太阳耀斑区； 它表明水面有微波或水面 平静。
可见光图像的黑白程度表示地球和大气中各种云对可 见的太阳光的反射辐射强度（主要决定于物体的反射 率），故其观测原理与照相原理相似。
较黑色调代表低亮度（低反照率辐射强度）
较亮色调……
L
L ()
E ()sun
其中Eλ（∞）是入射大气顶的辐射，通常可以当作定值， ρL（λ）地面反照率，μsun是太阳天顶角的余弦。
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
青海湖
L
CR A
D T
1975年8月14日9：00（UTC）的可见光图像
可见光云图解释中存在的问题
1 区分云与地面雪盖：都较为白亮，容易混淆
…因此关于地表状况的地理知识在云图解释中极其重要。 山脉上覆盖的积雪在黑色无雪的山谷衬托下表现出白色 和树枝状。另外，与云不同，地面雪盖是准静止的，利 用动画显示的图像可以区分
第八讲 现代气象观测资料及应用
供飞行人员在飞行中探测航线上的积雨云、雷暴等危险天气的雷达。
天气雷达对气象目标的探测
1. 对降水区的探测 对降雨区而言，雨滴的直径越大，则该雨区所产生的雷 达回波就越强。 湿雪和湿冰雹，能形成很强的回波。干冰雹和较小的冰 雹区回波很弱。 2. 对湍流的探测 天气雷达是通过与湍流夹杂在一起的水滴反射雷达波时 的多普勒效应而检测湍流的。 3. 结论 猛烈的暴雨区域，与之相伴随的夹带雨滴的中度以上的 湍流区域、表面包裹着水层的冰雹以及直径较大的干冰雹， 均可产生较强的雷达回波。 直径较小的干冰雹对雷达电波的反射很微弱，因而不能 有效地被雷达检测；与此相似，干的雪花也不能产生有效 的回波，只有潮湿的较大雪晶，才可能产生较弱的回波； 此外，天气雷达也不能直接深测晴空湍流区。
4.细胞状云系： 细胞状云系主要出现在湖面和洋面上。在冬季， 当冷锋移到洋面时，锋后的冷空气由于受暖洋面 的加热作用，气层很不稳定，引起强烈对流，造 成大片的积云区，这种由大片的积云组成的云系 就称为细胞状云系。每个细胞直径大约有40～ 80km，由于它的尺度较大，一般不能在地面上观 测到。 未闭合的细胞（由浓积云或积雨云组成）； 闭合的细胞（由层积云组成） 5.波状云系： 排列整齐，有波纹结构的云系。 1）山脉背风坡后由重力波造成的云系； 2）高空急流区中的横向波动云系。
在可见光云图上的纹理不均匀是由于积云内部高度不一、 厚度有参差、云的形状不规则以及有暗影等原因造成的。在 红外云图上的纹理不均匀则是由于云区内对流云顶高度不一 而使云顶温度不一致引起的，对流较强的浓积云云顶较冷、 色调较白，对流较弱的积云云顶较暖、色调较暗，由此造成 暗淡相间的纹理。
5. 低云： 1）层积云： 在可见光云图上表现为多起伏 的球状闭合细胞状云系；在红 外云图上色调为灰色。 2）云和雾： 在可见光云图上表现为一片光 滑均匀的云区，边界形状常和 地形走向一致；在红外云图上 有‘黑层云’、‘黑雾’现象。 3）雨层云： 在可见光云图上表现为白色 到灰白色不等，在红外云图上 为均匀的浅灰色。
天气雷达对气象目标的探测
1. 对降水区的探测 对降雨区而言，雨滴的直径越大，则该雨区所产生的雷 达回波就越强。 湿雪和湿冰雹，能形成很强的回波。干冰雹和较小的冰 雹区回波很弱。 2. 对湍流的探测 天气雷达是通过与湍流夹杂在一起的水滴反射雷达波时 的多普勒效应而检测湍流的。 3. 结论 猛烈的暴雨区域，与之相伴随的夹带雨滴的中度以上的 湍流区域、表面包裹着水层的冰雹以及直径较大的干冰雹， 均可产生较强的雷达回波。 直径较小的干冰雹对雷达电波的反射很微弱，因而不能 有效地被雷达检测；与此相似，干的雪花也不能产生有效 的回波，只有潮湿的较大雪晶，才可能产生较弱的回波； 此外，天气雷达也不能直接深测晴空湍流区。
4.细胞状云系： 细胞状云系主要出现在湖面和洋面上。在冬季， 当冷锋移到洋面时，锋后的冷空气由于受暖洋面 的加热作用，气层很不稳定，引起强烈对流，造 成大片的积云区，这种由大片的积云组成的云系 就称为细胞状云系。每个细胞直径大约有40～ 80km，由于它的尺度较大，一般不能在地面上观 测到。 未闭合的细胞（由浓积云或积雨云组成）； 闭合的细胞（由层积云组成） 5.波状云系： 排列整齐，有波纹结构的云系。 1）山脉背风坡后由重力波造成的云系； 2）高空急流区中的横向波动云系。
在可见光云图上的纹理不均匀是由于积云内部高度不一、 厚度有参差、云的形状不规则以及有暗影等原因造成的。在 红外云图上的纹理不均匀则是由于云区内对流云顶高度不一 而使云顶温度不一致引起的，对流较强的浓积云云顶较冷、 色调较白，对流较弱的积云云顶较暖、色调较暗，由此造成 暗淡相间的纹理。
5. 低云： 1）层积云： 在可见光云图上表现为多起伏 的球状闭合细胞状云系；在红 外云图上色调为灰色。 2）云和雾： 在可见光云图上表现为一片光 滑均匀的云区，边界形状常和 地形走向一致；在红外云图上 有‘黑层云’、‘黑雾’现象。 3）雨层云： 在可见光云图上表现为白色 到灰白色不等，在红外云图上 为均匀的浅灰色。
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。
气象卫星云图图像识别
台风南侧与南海中东部季 风云涌相连，南侧云系发 展旺盛。
北方锋面云系距台风中心 最近距离有9个纬距，台风 移向已受到锋面云系影响， 未来将逐渐向北转向。
专业人士应如何深入理解卫星云图？
ATMB
• 卫星云图是什么？它如何反应大气的状况 （运动，热力，不稳定）？
• 专业知识如何能跟卫星云图结合？
• 需要什么方法和工具来帮助使用卫星云图？
ATMB
不同方式观测的云: 地面 (左上); 飞机 (右上); 空间站 (左下); 静止卫星 (右下)
ATMB
100
50
0 1st 3rd Qtr Qtr
East West North
ATMB
GOES East is at
75 W above the equator. Florida is at around 85 W and
红外波段，波长1 mm－0.7μm，进一步可分为亚毫米波、远 红外、热红外和近红外分子的转动和振动是红外电磁波与物质 相互作用的主要机制。主要用于成像仪、分光计和辐射仪等
可见光波段，波长0.7μm －0.4μm。电子能级跃迁是主要机制 紫外光谱区，波长0.4μm －300A
X射线（300A －0.3A），γ射线（ λ＜0.3A）
ATMB
气象卫星的种类
ATMB
极轨卫星（绕极地，~850 km，被动） 空间分辨率高：~1 km， 时间分辨率低：12 hr 空间覆盖面积小 不适合监测对流天气和短时预报
气象卫星云图图像识别 及分析应用
提纲
ATMB
1、前言 2、卫星云图的基本知识 3、气象卫星云图的判识依据 4、主要天气系统的云型特征 5、卫星云图在强对流 台风 暴雨等天气系
统分析中的应用
北方锋面云系距台风中心 最近距离有9个纬距，台风 移向已受到锋面云系影响， 未来将逐渐向北转向。
专业人士应如何深入理解卫星云图？
ATMB
• 卫星云图是什么？它如何反应大气的状况 （运动，热力，不稳定）？
• 专业知识如何能跟卫星云图结合？
• 需要什么方法和工具来帮助使用卫星云图？
ATMB
不同方式观测的云: 地面 (左上); 飞机 (右上); 空间站 (左下); 静止卫星 (右下)
ATMB
100
50
0 1st 3rd Qtr Qtr
East West North
ATMB
GOES East is at
75 W above the equator. Florida is at around 85 W and
红外波段，波长1 mm－0.7μm，进一步可分为亚毫米波、远 红外、热红外和近红外分子的转动和振动是红外电磁波与物质 相互作用的主要机制。主要用于成像仪、分光计和辐射仪等
可见光波段，波长0.7μm －0.4μm。电子能级跃迁是主要机制 紫外光谱区，波长0.4μm －300A
X射线（300A －0.3A），γ射线（ λ＜0.3A）
ATMB
气象卫星的种类
ATMB
极轨卫星（绕极地，~850 km，被动） 空间分辨率高：~1 km， 时间分辨率低：12 hr 空间覆盖面积小 不适合监测对流天气和短时预报
气象卫星云图图像识别 及分析应用
提纲
ATMB
1、前言 2、卫星云图的基本知识 3、气象卫星云图的判识依据 4、主要天气系统的云型特征 5、卫星云图在强对流 台风 暴雨等天气系
统分析中的应用
卫星气象—卫星云图相关知识
14
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。
积雨云地面图
积雨云卫星云图
19
几种云的简单识别——积云、浓积云
积云、浓积云无论在可见光云图还是在红外云图上， 表现为多斑点、皱纹，为不均匀的纹理；边界不整 齐不光滑；在可见光云图上呈白色，在红外云图上 由于积云浓积云的高度参差不齐，云顶温度有差异， 色调也不一致。
积 云
浓积云
积云、浓积云 卫星云图
17
几种云的简单识别——卷状云
卷状云在可见光云图上，卷云的反照率低，呈灰一 深灰色；若可见光云图卷云 呈白色，则其云层很厚， 或与其它云相重迭；在红外云图上，卷云顶温度很低， 呈白色。 无论可见光还是红外云图，卷云有纤维结构。
18
几种云的简单识别——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。
22
台风菲特
台风海葵
台 风 梅 花
23
谢谢
24
的辐射，用图像表示出来，即为水汽云图。
水汽云图
11
电视节目中通常使用的云图,就是红外云图通 过计算机处理,编辑而成的假彩色动态图片。
12
风云二号气象卫星25日14时至19时发布的云图
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。
6卫星气象学_第六章云图
西北太平洋和南海热带气旋新命名表
热带气旋的强度等级
热带气旋眼区特征 (a)大而不规则眼 (b)低云中心眼
红外通道增强确定中心
螺旋云带确定云系中心
台风云型的中心确定方法实例
三个切变型台风云型的例子。这种云型中通常包含 一些弯曲低云线，它们常常形成一个曲率中心，靠 近或位于密蔽云区之内，如图中箭头所指处即为各 自的台风中心。
（三）东风波云系
• 东风波是热带偏东信风气流中的一个槽或是气 旋性曲率最大的波动，波的振幅在对流层低 • 层或中层最大。近年来，有人把东风波称为热 • 带波。产生东风波的原因是： • ①对流层上部的冷低压或伸向赤道附近的中纬 度槽在中低空的反映； • ②低纬度低层气旋在靠极一侧东风气流中反映 • 出来的倒槽； • ③热带东风气流中的波动
热带西太平洋和南亚地区热带辐合带云系分布
C1、C2、C3、C4是从西太平洋经南海到孟加拉湾的赤道辐合 带上的热带云团，其中C3处于波峰处带有涡旋的云团，云团 顶部为向西南方伸出的卷云羽，表示高空盛行东风气流。低空 则为西南季风气流。
• 热带辐合云带的地面辐合线的确定 • ①如果热带辐合云带内没有涡旋，云带 连续完整，北界整齐，则地面辐合线定 在云带的北界附近； ②如果辐合云带内 出现涡旋结构，则地面辐合线必须穿过 涡旋中心。
• • • • • • • • •
③流出层：从卷云砧底到对流层顶，厚度约 1km，在卫星云图上表现为向外辐散的卷云覆 盖区。云团内外构成一闭合性环流圈。 2．季节变化和移动 冬季位置最南，范围最小；夏季位置北 移，范围大，出现的频数高。 热带云团一般随副高南侧的偏东信风气流 自东向西移动，其移速小于风速。在暖的洋面 上，热带云团一般静止少动。
东风波云型
卫星气象—卫星云图相关知识
可见光云图
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。
39
卫星云图上云系的识别
40
带状 涡旋状 团（块）状 细胞状 波状
12
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
13
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
33
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
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
4卫星气象学第四章云图识别
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可见光云图中A、B、C等处表现为云顶纹 理不均匀，在这些地方出现云顶凸起，常 称之为穿透性对流云顶，每个云顶处在迎 太阳一侧很明 亮，背阳光一 侧出现暗影， 云顶高度很 高，对流强 烈，地面报告 相应于这些云 顶之下有龙卷 风出现。
第三节云图上各类云的识别
• • • • • • • • •
(2)纤维状卷云 纤维状卷云在我国西部青藏高原地区很多见， 纤维状卷云的特点有： ①结构型式：纤维状卷云可以呈带状，此外在 涡旋状云区中也可见到纤维卷云； ②纹理：这种卷云的主要特征是纹理为纤维 状； ③范围大小：有的宽度可达50～100km、长达 千余千米，也有的仅表现为很短的卷云羽。
短 波 槽 云
暴 雨 云 团 暴 雨 云
黒 色 雾
白 色 雾
山 脉 浓 雾
天 山 地 形
Hale Waihona Puke 波状云• 细胞状云系
• 未闭合的细胞状云系：
• 是指每个细胞中心部分是晴空少云区，而在边缘上是 云区，细胞形状表现为指环形或“U”字形。这类细胞 状云系主要是由浓积云或积雨云组成。因此常形成在 气温和海水温度差异较大、对流比较强的地区. • 闭合的细胞状云系： • 每个细胞中心是云区，而在细胞的边缘上却是无云或 者少云区。这类细胞状云系主要由层积云组成。形成 这种云时，海水与空气之间的温度差异较小，对流比 较弱
在水汽图上，根据色调可以识别水汽分 布，但是由水汽图也能判别积雨云和卷云。 水汽图象上没有高云地方的色调代表大气 中特定层或表面上例如400hPa上的湿度 一垂直大气柱中水汽的含量例如总水分 或可降水总量 大气中重要湿层的高度等值线 相对湿度
比较 水汽（上） 红外（下） 图像
卫星气象云图知识点总结
卫星气象云图知识点总结一、卫星气象云图的概念卫星气象云图是从高空观测卫星上获取的气象云图资料。
它利用卫星的观测数据，可获得全球范围内的天气、云量、降水情况等气象信息，对气象预报、天气监测等方面具有重要的应用价值。
二、卫星气象云图的主要类型1. 可见光云图：可见光云图是利用卫星传感器所获得的可见光信号，再经过处理获得的云图。
它主要用于观测白天云系的情况，以及观测地表的地貌信息。
2. 红外线云图：红外线云图是通过卫星传感器感知地球表面发出的红外辐射，再通过图像处理获得的云图。
它主要用于观测夜间和阴天的云系情况，以及观测地表温度分布。
3. 雷达云图：雷达云图是利用雷达信号对云层进行探测，再通过图像处理获得的云图。
它主要用于观测气象云层的结构和动态变化情况。
三、卫星气象云图的应用1. 气象预报：卫星气象云图可以观测全球范围内的云量、降水情况等气象信息，对于制定气象预报具有重要的参考价值。
2. 天气监测：卫星气象云图可以实时监测全球范围内的天气变化情况，及时掌握天气动态，对于航空、海运等行业的天气监测具有重要的作用。
3. 灾害监测：卫星气象云图可以对气象灾害（如台风、暴雨、干旱等）进行监测和预警，提高对灾害的预防和应对能力。
4. 气候研究：卫星气象云图可用于气候研究，观测全球范围内的气候变化情况，对于制定气候政策具有重要的参考价值。
四、卫星气象云图的特点1. 全球范围：卫星气象云图可以覆盖全球范围内的气象信息，对于了解全球范围内的天气、气候变化具有重要的作用。
2. 实时性：卫星气象云图可以实时获取气象信息，及时掌握天气动态，对于天气监测、灾害预警等方面具有重要的作用。
3. 多样性：卫星气象云图可以提供可见光、红外线、雷达等不同类型的云图，对于观测不同时间、不同地区的天气具有重要的作用。
五、卫星气象云图的发展趋势1. 高分辨率：随着卫星探测技术的发展，卫星气象云图将越来越具有高分辨率的特点，可以提供更加细致的气象信息。
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。
卫星气象学期末复习重点
卫星气象学期末复习重点 Jenny was compiled in January 2021倾角：这是指卫星轨道平面与赤道平面之间的夹角，单位度。
轨道周期：指卫星绕地球运行一周的时间。
星下点：指卫星与地球中心的连线在地球表面上的交点，用地理坐标的经纬度表示。
太阳同步卫星轨道：卫星的轨道平面与太阳始终保持固定的取向。
由于这一种卫星轨道的倾角接近900，卫星近乎通过极地，所以又称它为近极地太阳同步卫星轨道，有时简称极地轨道。
为保持卫星的轨道平面始终与太阳保持固定的取向，必须使卫星的轨道平面每天自西向东旋转10（相对于太阳）。
截距：由于卫星绕地球公转的同时，地球不停地自西向东旋转，所以当卫星绕地球转一周后，地球相对卫星转过的度数，这个度数称之截距。
可见截距是两个升交点之间的经度差。
卫星的姿态：卫星的姿态是指卫星在空间相对于轨道平面、地球表面或任何坐标系的固定取向。
行星反照率:地球-大气系统的反照率称为行星反照率，它表示射入地球的太阳辐射被大气、云及地面反射回宇宙空间的总百分数。
亮度温度(Tb):在给定波长处，如果物体的辐射亮度Lλ(T)与温度为Tb的黑体辐射亮度相等，即Lλ(T)=Bλ(Tb)则称Tb为该物体的亮度温度。
亮度温度又称等效黑体温度或辐射温度。
空间分辨率：指卫星在某一时刻观测地球的最小面积。
相函数：综合方向上每单位立体角内的粒子散射能量与粒子所有方向平均的每单位立体角内的散射能量之比，记为p(θ)，θ为散射角。
云带:带状云系宽度大于一个纬距称做云带。
纹理:纹理是指云顶表面或其它物像表面光滑程度的判据。
涡旋云系:涡旋云系是一条或多条不同云量和云类的螺旋云带朝着一个公共中心辐合形成的，与大尺度涡旋相联系。
色调：也称亮度或灰度，指卫星云图上物像的明暗程度。
结构形式：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像点的分布式样。
单次反照率：表示在消光衰减中纯散射占的那部分。
表1可见光云图与红外云图的比较雹暴云团与暴雨云团的特点：雹暴云团特点:1.云团初生时表现为边界十分光滑的具有明显的长轴椭圆型，表明出现在强风垂直切变下，长轴与风垂直切变走向基本一致；在雹暴云团成熟时，云团的上风边界十分整齐光滑，下风边界出现长的卷云砧，拉长的卷云砧从活跃的风暴核的前部流出，强天气通常出现于云团西南方向的上风一侧，可见光云图上出现穿透云顶区(风暴核)，红外云图上有一个伴有下风方增暖的冷v型。
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。
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1
我国气象卫星有极轨和静止两 个系列，是世界上少数几个同时拥 有极轨和静止气象卫星的国家之一 ，是世界气象组织对地观测卫星业 务监测网的重要成员。
2
气象卫星的分类
按照卫星的轨道倾角可以将卫星轨道分为： 赤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。
积雨云地面图
积雨云卫星云图
19
几种云的简单识别——积云、浓积云
积云、浓积云无论在可见光云图还是在红外云图上， 表现为多斑点、皱纹，为不均匀的纹理；边界不整 齐不光滑；在可见光云图上呈白色，在红外云图上 由于积云浓积云的高度参差不齐，云顶温度有差异， 色调也不一致。
积云
浓积云
积云、浓积云 卫星云图
20
8
云图的种类：
可见光云图
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。
可 见 光 圆 盘 图
可见光云图
9
云图的种类：
红外云图
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。
红外云图
10
云图的种类：
水汽云图 卫星接收以6.7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。
水汽云图
11
电视节目中通常使用的云图,就是红外云图通 过计算机处理,编辑而成的假彩色动态图片。
12
风云二号气象卫星25日14时至19时发布的云图
一组假彩色动态图片
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如何看懂一幅卫星云图？
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?
14
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。
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台风菲特
台风海葵
台 风 梅 花
23
谢谢
24
几种云的简单识别——层积云
在红外云图上，层积云表现为深灰到灰色， 可与中云区分开来。
层 积 云 天 空 图 片
层
积
云 地
层积云卫星云图
面
图
片
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台风眼是位于台风中心少云、微风、大浪的 区域，通常在台风中心平均直径约为40公里的 圆面积内。台风眼为中心气压最低之处，其形 状大部分呈圆形、椭圆形、卵形、开口眼和多 边形等五种，其平均直径约为45公里左右，最 小的为 10－20公里，大的可达100－150公里， 在此区域内天上仅有薄云，能见天日或星斗， 约二、三十分钟后，狂风暴雨又会再度出现。
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俄罗斯 气象卫星 获得史上 最清晰地 球图片
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云是天气的“脸谱”，反映大气的“喜 怒哀乐”。云量不仅能反映当时的大气状况， 而且还能预示未来的天气变化。云量是天气 预报的重要内容之一。人们从每天播放的卫 星云图照片上，经常看到有形状各异的云系， 气象学家称之为云图系统，其实是各种天气 系统在云图照片上的表现形式。所以从高空 “监视”这些不安分的小云就是天气云图的 一个很大作用。
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几种云的简单识别——卷状云
卷状云在可见光云图上，卷云的反照率低，呈灰一 深灰色；若可见光云图卷云 呈白色，则其云层很厚， 或与其它云相重迭；在红外云图上，卷云顶温度很低，
呈白色。 无论可见光还是红外云图，卷云有纤维结构。
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几种云的简单识别——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。
近 极 地 太 阳 同 步 轨 道 卫 星
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气象卫星的分类
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。
自旋稳定的地球同步轨道卫星
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GEOS静止卫星
6
气象卫星全球观测系统
7
卫星云图是气象卫星从高空拍摄的 地表黑白照片,卫星上装有不同的感光仪 器,地面工作站便可接收不同的云图。目 前接收的云图主要有红外云图、可见光 云图及水汽图等。
我国气象卫星有极轨和静止两 个系列，是世界上少数几个同时拥 有极轨和静止气象卫星的国家之一 ，是世界气象组织对地观测卫星业 务监测网的重要成员。
2
气象卫星的分类
按照卫星的轨道倾角可以将卫星轨道分为： 赤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。
积雨云地面图
积雨云卫星云图
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几种云的简单识别——积云、浓积云
积云、浓积云无论在可见光云图还是在红外云图上， 表现为多斑点、皱纹，为不均匀的纹理；边界不整 齐不光滑；在可见光云图上呈白色，在红外云图上 由于积云浓积云的高度参差不齐，云顶温度有差异， 色调也不一致。
积云
浓积云
积云、浓积云 卫星云图
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云图的种类：
可见光云图
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。
可 见 光 圆 盘 图
可见光云图
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云图的种类：
红外云图
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。
红外云图
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云图的种类：
水汽云图 卫星接收以6.7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。
水汽云图
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电视节目中通常使用的云图,就是红外云图通 过计算机处理,编辑而成的假彩色动态图片。
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风云二号气象卫星25日14时至19时发布的云图
一组假彩色动态图片
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如何看懂一幅卫星云图？
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?
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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。
22
台风菲特
台风海葵
台 风 梅 花
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谢谢
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几种云的简单识别——层积云
在红外云图上，层积云表现为深灰到灰色， 可与中云区分开来。
层 积 云 天 空 图 片
层
积
云 地
层积云卫星云图
面
图
片
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台风眼是位于台风中心少云、微风、大浪的 区域，通常在台风中心平均直径约为40公里的 圆面积内。台风眼为中心气压最低之处，其形 状大部分呈圆形、椭圆形、卵形、开口眼和多 边形等五种，其平均直径约为45公里左右，最 小的为 10－20公里，大的可达100－150公里， 在此区域内天上仅有薄云，能见天日或星斗， 约二、三十分钟后，狂风暴雨又会再度出现。
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俄罗斯 气象卫星 获得史上 最清晰地 球图片
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云是天气的“脸谱”，反映大气的“喜 怒哀乐”。云量不仅能反映当时的大气状况， 而且还能预示未来的天气变化。云量是天气 预报的重要内容之一。人们从每天播放的卫 星云图照片上，经常看到有形状各异的云系， 气象学家称之为云图系统，其实是各种天气 系统在云图照片上的表现形式。所以从高空 “监视”这些不安分的小云就是天气云图的 一个很大作用。
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几种云的简单识别——卷状云
卷状云在可见光云图上，卷云的反照率低，呈灰一 深灰色；若可见光云图卷云 呈白色，则其云层很厚， 或与其它云相重迭；在红外云图上，卷云顶温度很低，
呈白色。 无论可见光还是红外云图，卷云有纤维结构。
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几种云的简单识别——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。
近 极 地 太 阳 同 步 轨 道 卫 星
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气象卫星的分类
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。
自旋稳定的地球同步轨道卫星
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GEOS静止卫星
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气象卫星全球观测系统
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卫星云图是气象卫星从高空拍摄的 地表黑白照片,卫星上装有不同的感光仪 器,地面工作站便可接收不同的云图。目 前接收的云图主要有红外云图、可见光 云图及水汽图等。