卫星云图的识别

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1

2.5um

2.可见光图像（VIS）：波长区间0.4—1.1um

3.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。

由云的分布型式有助于识别天气系统，如锋面、急流呈带状云系，台风、气旋（低压、冷涡）具有涡旋结构等。

在一张云图上，常包含有许多复杂型式，并且有些型式是相互重迭的，这种重迭型式常是由于陆地地貌、水、冰雪和云同时存在引起的，或者是由于高、中、低云同时造成的，这种复杂型式的分析要很仔细，可借助不同时相和多通道云图相互比较，以及对物象的认识，判别结构型式和形成原因。

2 范围大小

在卫星云图上，云的类型不同，其范围也不同。如与气旋、锋面相连的高层高积云和卷云的分布范围很广，可达上千公里；而与中小尺度天气系统相联的积云、浓积云和积雨云的范围很小。因此从云的范围可以识别云的类型、天气系统的尺度和大气物理过程。如在山脉背风坡一侧出现的排列相互平行的细云线，就能知道这是山脉背风坡一侧重力波形成的。

3 .边界形状

在卫星云图上，各类物象都有自已的边界形状，所以根据不同的边界可以判别各类物象。各种云的边界形状有直线的、圆形的、扇形的，有呈气旋性弯曲的、也有呈反气旋性弯曲的，有的云（如层云和雾）的边界十分整齐光滑，有的云（积云和浓积云）的边界则很不整齐。

云的边界还是判断天气系统的重要依据，如急流云系的左界整齐光

滑，冷锋云带呈气旋性弯曲等。

4 色调

色调有时也称亮度或灰度，它是指卫星云图上物象的明暗程度。不同通道图象上的色调代表的意义也不同。如可见光云图上的色调与物象的反照率、太阳高度角有关。对云而言，其色调与它的厚度、成份（水滴或冰粒子性质）和表面的光滑程度有关。云的厚度越厚，反照率越大，色调越白，大而厚的积雨云的色调最白，因此由云的色调可以推算云的厚度。在相同的照明和云厚条件下，水滴云要比冰云白。对水面的色调取决于水面的光滑程度、含盐量、混浊度和水层的深浅，一般地说，光滑的水面（风很小）表现为黑色；水层越浅，水越混浊，则其色调越浅。

在红外云图上，物象的色调决定于其本身的温度，温度越高色调越黑。由于云顶温度随大气高度增加而降低，云顶越高，其温度越低，色调就越白；因此根据物象的温度能判别云属于那一种类型和地表。积雨云和卷云的色调最白，夏季白天沙漠地区，温度高，色调很黑。在短波红外云图上，白天物象一方面反射太阳辐射的同时，其以自身的温度发出短波红外辐射，所以图象上的色调不仅取决于反照率，还决定于温度，造成图象十分复杂，根据色调识别物象很困难。

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。

5 暗形

暗影是在一定太阳高度之下，高的目标物在低的目标物上的投影。

所以暗影都有出现于目标物的背光一侧边界处。暗影只能出现于可见光云图上，它反映了云的垂直分布状况。由暗影可以识别云的类别。在分析暗影时要注意以下几点：

1）暗影的宽度与云顶高度有关，云顶越高，暗影越宽。

2）暗影的宽度与太阳高度角有关，太阳高度角越低，迎太阳一侧云的色调越明亮，背太阳光一侧出现暗影。所以冬季中高纬度地区或早晨的卫星云图上，一些较高云的暗影较明显。而太阳高度角较高时，如低纬度地区或中午前后期间，即使是卷云或积雨云也难以从云图上见到卷云。

3）在上午的卫星云图上，暗影出现于云的西边界一侧；如若是下午的云图上，则暗影出现于云区的东边界一侧。

4）暗影只能出现于色调较浅的下表面上，如低云、积雪或太阳耀斑区内容易见到暗影。

在分析暗影时要将裂缝与暗影区分开。

6 纹理

纹理是指云顶表面或其它物象表面光滑程度的判据。云的类型不同、或云的厚度不一，使云顶表面很光滑或者呈现多起伏、多斑点和皱纹，或者是纤维状。由云的纹理能识别不同种类的云。如果云顶表面很光滑和均匀，表示云顶高度和厚度相差很小，层云和雾具有这种特征；如果云的纹理多皱纹和斑点，就明云顶表面多起伏，云顶高度不一，积状云具有这种特征；如果云的纹理是纤维状，则这种云一定是卷状云。