如何看气象云图

如何看气象云图
如何看气象云图

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气象卫星
在卫星上携带各种气象观测仪器测量诸如温度、湿度、云和辐射等气象要素以及各种天气现象,这种专门用于气象目的的卫星称作气象卫星.
按卫星轨道分,气象卫星可以分为两类：

风云1号气象卫星


（1）极地太阳同步轨道卫星：其卫星的轨道平面与太阳始终保持相对固定的取向,卫星几乎以同一地方时经过世界各地.
（2）地球同步气象卫星,又称静止气象卫星.卫星相对某一区域是不动的.因而由静止气象卫星可连续监视某一固定区域的天气变化.
根据气象卫星的目的还分为试验卫星,主要对各种气象卫星遥感仪器、新的技术进行试验,待试验成功后转到业务气象卫星上使用业务卫星,这种卫星带有各种成熟的设备和技术,获取各种气象资料,为天气预报和大气科学研究服务.
风云1号气象卫星

飞行中的风云1号气象卫星


这是中国第一代准极地太阳同步轨道气象卫星.卫星发射二颗,分别为FY-1A和FY -1B,于1988年9月7日和1990年9月3日用长征四号火箭发射,卫星本体是1.4×1.4× 1.2米的六面体,星体外侧对称安装六块太阳帆板,卫星总长度为8.6米,星重750千克,三轴定向稳定,卫星高900公里,倾角99°,周期10286分钟,每天卫星绕地球为14圈.卫星携带多光谱可见光红外扫描辐射仪,它有五个通道,用于获取昼夜可见光、红外云图,冰雪覆盖、植被、海洋水色、海面温度等.卫星资料发送方式有：甚高分辨率传输 （HRPT）,低分辨率图象传送（APT）和延迟图象传输（DPT）.首颗 FY-1A卫星入轨后获取了大量高质量云图资料.由于姿态失控,卫星工作了39天；FY- 1B卫星的姿态控制系统比FY—1A有明显改善,但系统的可靠性有待进一步改进.
卫星探测的分辨率
是指卫星仪器能区分两个物体的最小距离.表示卫星探测分辨率通常有三个参数： ①空间分辨率：这是指卫星在某一瞬时观测到地球的最小面积,这最小面积又称象元（或象素）.从卫星到这最小面积间构成的空间立体角称瞬时视场.卫星的空间分辨率与卫星的高度有关,卫星高度越高,分辨率越低,而且与卫星视角有关,视角越倾斜,观测面积越大,分辨率就差.

卫星探测的视场和分辨率


（1） 灰度分辨率：在卫星云图上,如果两个邻接瞬时视场内目标物的反照率或温度相等,则其色调一样,无法区别它们.但是当这两个瞬时视场目标物的反照率或温度有差异,并达到一定数值时,这两个视场就可以被分辨,这个能分辨的最小温度差或反照率差异称做灰度分辨率.
（2） 时间分辨率：指卫星对某一观测区域进行一次观测的时间间隔.静止气象卫星对固定区域每隔半小时进行一次观测,具有很高的时间分辨率.
可见光云图

可见光云图


可见光是波长从0.35～0.80μm很狭窄的波段.卫星在可见光谱段测量来自地面云面反射的太阳辐射,将卫星接收的这种辐射转换为图象称为可见光云图.卫星在可见光谱段选用的波长间隔有：0.52～0.75μm和0.58～0.68μm.卫星在可见光波段接收辐射与物体的反照率和太阳的天顶角有关,若太阳天顶角越小,物体的反照率越大,则卫星接收到的辐射越大,反之则越小.在可见光云图上,辐射越大,色调越白；辐射越小,色调越暗.通常云层越厚,反照率越大,色调也越白,而水面,象湖泊、海洋的反照率很小,表现为黑色,陆地反照率比海洋略大,表现为灰色,而潮湿或森林覆盖的地区表现为灰暗的色调.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.
红外云图

红外云图


卫星在10.5～12.5微米测量地表和云面发射的红外辐射,将这种辐射以图象表示就是红外云图.在红外云图上物体的色调决定其自身的温度,物体温度越高,发射的辐射越大,色调越暗,红外云图是一张温度分布图.由于大气有吸收及物体发射率不完全为1,卫星接收到的红外辐射要比实际表面温度发射的黑体辐射要小,故严格地说,红外云图是一张亮度温度分布图.地面的温度一般较高,呈现较暗的色调；由于大气的温度随高度是递减的,故云顶高而厚的云,其温度低呈白的色调.低云的云顶温度较高,与地面相近,故在红外云图上不容易识别.由于各类云的云顶温度的差异较大,在红外云图上可以识别各种高度的云.此外,地表的温度随季节、纬度、海陆分布及其本身的热惯量而不同,所以在红外云图上的色调亦不同.在电视显示的红外云图上,地表以绿色表示,以与云相区分开.
水汽图

水汽图


卫星选用6-7μm水汽吸收谱段接收大气中水汽发射的辐射,并以图象表示便得到水汽图.在这一波段,水汽一面接收来自下面的辐射,又以自身较低的温度发射红外辐射.卫星接收到的辐射决定于水汽含量,大气中水汽含量越多,发射的辐射越小；水汽含量越少,大气低层的辐射越可以透过水汽到达卫星,则卫星接收的辐射越大.在水汽图上,色调越白,辐射越小,水汽越多；否则越少.对于6-7μm水汽带,卫星测得的辐射来自对流层中上层,故水汽图反映大气上层水汽的空间分布.


增强红外云图
这是对灰度或辐射值进行变换处理,将人眼不能发现的细节结构清楚地显示出来,如积雨云在云图上表现为一片白色,通过增强处理后可将云顶结构显示出来,能准确地确定积雨云的强度,强对流中心位置.红外云图的增强处理是将图象上的灰度值,按需要进行合并或分解为若干灰度间隔（等级）,每一间隔赋予一个灰度值.
被动微波遥感
微波辐射通常指1毫米到30厘米波长范围的辐射.自然界里许多物体都能发射和吸收微波辐射.气象卫星携带的微波探测器测量地表或大气发射的微波辐射,由此推测物体的各种特性的技术称被动微波遥感.在大气中,水汽在波长λ=13.5毫米（22.235千兆赫）、1.6毫米（183.34千兆赫）；氧在波长λ=5毫米（50～70千兆赫）、2.3 毫米（118.7千兆赫）处有强烈吸收和发射微波辐射.
微波辐射具有穿透云雾、降水的 能力,可以测定云下物体发射的辐射,具有全天候、全天时的工作能力.由微波辐射计 接收大气中水汽、氧等气体发射的微波辐射,并经反演处理能得到大气中温度、湿度、 降水等气象要素.
卫星云图识别云的判据
在卫星云图上识别云的判据有六个：

可见光云图上各类云特征


（1） 结构型式：是指不同明暗程度物象点的分布式样,如高层高积云常表现为带状、涡旋状等,开口细胞状云系是由积云浓积云组成等.
（2） 范围大小：是指云系的分布尺度,由云系尺度可以推断形成云的物理过程,尺度小的云系常与中小尺度天气系统相关；尺度大的则与大尺度的天气系统联系.
（3） 边界形状：不同类型的云,边界不尽相同,如积云浓积云边界不整齐,层云（雾）边界较整齐.
（4） 色调：是指物象的亮度.可见光云图上云的色调与云厚和云的成分有关,红外云图上则与云顶温度相关.
（5） 暗影：是指在一定太阳高度角下,高的云在低的目标物上的投影.
（6） 纹理：用来表示云顶表面粗糙程度,如层云（雾）云顶表面均匀、光滑；而积云浓积云表面多起伏、不均匀.
卫星云图上各类云的特征
A、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.

云系分类图


B、中云（高层云和高积云）：在卫星云图上,中云与天气系统相连,表现为大范围的带状、涡旋状、逗点状.在可见光云图上,中云呈灰白色到白色,色调的差异判定云的厚度；在红外云图上,中云呈中等程度灰色.
C、积雨云：无论可见光还是红外云图,积雨云的色调最白；当高空风小时,积雨云呈圆形,高空风大时,顶部常有卷云砧,表现为椭圆形.
D、积云、浓积云：在可见光云图上积云浓积云的色调很白,但由于积云浓积云高度不一,在红外云图上的色调可以从灰白到白色不等,纹理不均匀,边界不整齐.其型式表现为积云线和开口细胞状云.
E、层云（雾）：在可见光云图上,层云（雾）表现为光滑均匀的云区；色调白到灰白,若层云厚度超过300米,其色调很白；层云（雾）边界整齐清楚,与山脉、河流、海岸线走向相一致.在红外云图上,层云色调较暗,与地面色调相
带状云系
指长宽之比至少为4：1的连续云系,它由多层云系组成.宽度大于1纬距的称云带,小于1纬距的为云线.

带状云系

涡旋云系
指一条或几条云带按螺旋状旋向一个共同的中心,这种云系与大气中的活动中心相联系.台风、热带低压、高空冷涡都表现为涡旋云系.

涡旋云系


细胞状云系

细胞状云系

冷空气到达暖而湿的表面,受下垫面的加热产生对流,形成细胞状结构的对流云系,细胞的直径仅几十公里,它分为开口和闭合两种,开口细胞状云系中间无云,四周有云,出现于低压周围的气旋性环流内.闭合细胞状云系中间有云四周无云,呈球状,出现在高压东南象限内.



冷锋云系

冷锋云系


冷锋云系表现为长达千余公里,气旋性弯曲的云带,它常与涡旋云系连结.其分为活跃和不活跃两类：活跃冷锋位于500hPa槽前,走向与对流层中层气流一致,云系连续稠密,由多层云组成；不活跃锋位于500hPa槽后,云带与高空气流垂直,云系断裂不完整,以中低云系为主.冷锋云系的长度和宽度相差很大,这决定大气运动尺度、锋面坡度和水汽条件.

暖锋云系
暖锋在卫星云图上表现为向北凸起的盾状云区,长宽之比很小,云系以多层云为主.

暖锋云系

温带气旋云系
分成四个阶段：
（1） 波动阶段：锋面云带变宽,向冷区凸起,色调变白,中高云加多.
（2） 发展阶段：锋面云带隆起部分更明显,中高云后界开始向云内凹.
（3） 锢囚阶段：云系后部有明显干舌,螺旋结构明显.云带伸至涡旋中心.
（4） 成熟阶段：干舌伸到气旋中心,螺旋云带围绕中心旋转一周以上,高低空环流中心与云系涡旋中心重合.
下图为温带气旋在发展、锢囚、成熟、消散阶段的云系.

发展 锢囚

成熟 消散
急流云系

我国东南沿海的急流云系


表现为左界光滑整齐,与急流轴平行的卷云区.急流呈反气旋弯曲时,云系稠密,急流呈气旋性弯曲处云系稀少或无云.急流云系可以分为宽阔盾状卷云区,卷云线和横向波动云系三种.
草原和森林火灾的监测
草原或森林发生火灾的地区,温度远高于周围地区.采用3.7μm波段,对高温区特别敏感,利用3.7μm可以监测林区和草原发生的火灾.

红色部分表示内蒙古地区林区及草原火灾图象

台风云系
在卫星云图上,台风由台风眼、中心稠密云区和螺旋云带组成.台风眼分成大眼、小眼、圆眼和不规则形状眼,它可以位于台风云区中心,也可位于台风云区边缘.中心稠密云区边界越光滑,云型越圆,尺度越大,越稠密,台风强度越大.台风云带越宽,环绕台风中心的圈数越多,强度越大.与台风相联的另一种云带称对流带.

台风云系图 台风云系彩色分层显示图
卫星监测海面温度

气象卫星可以在红外大气窗区测量洋面、海面发射的辐射,按普朗克公式由这种辐射可以监测洋面和海面温度.由于大气的吸收和视线的倾斜等原因,现有多种方法监测海面温度：
①单通道海面温度求取,建立全球海面温度计算业务,这一技术在1980年前的业务中使用；
②1981年以后,多通道海面温度估算技术投入业务,这一技术较之以前有很大改进,包括消除云和水汽订正,使计算结果精度有很大提高.
上图显示了中国沿海地区海温分布,深蓝色是温度较高的区域,浅蓝色是温度较低的区域
海面悬浮物质的监测
在海洋中,泥沙含量不同,其反射率也不同,气象卫星可见光通道0.58～0.68μ m对水体含沙量的变化很敏感,很适于遥感泥沙含量.左图为渤海湾水域含沙量分布图,浅色区为高浓度悬沙区,暗色区为低浓度含沙区；右图为长江口区水域含沙浓度分布图,浅蓝色区是高浓度含沙区.

海冰的卫星监测
海冰改变海面的反照率,是影响海气交换的重要因子,海冰对人类在海上活动有严重影响,固定冰盖可阻碍海上航行.由于海冰与水面的反照率有明显差异,卫星可以监测它.下图为不同时期渤海湾海冰,蓝绿色是辽东湾和黄河入海口区的海冰状况.

热带云团

热带云团


热带云团是在卫星云图上发现的新天气系统,许多热带系统都与它有关,它占热带地区面积的20%.云团是由许多积雨云单体组成,其顶部的卷云粘连成一片,表现为密实的白色云区,其尺度相差很大,小的不到一个纬距,大的可达7个纬距以上.云团的垂直方向分为流入层、垂直运动和流出层.云团内以上升运动为主,400hPa以下为辐合上升运动,400hPa以上则为辐散为主.低空为正涡度,高空为负涡度.
植被的监测
利用绿色植被在可见光和近红外波段中反射率的差异,叶绿素在近红外波段的反射率显著加大,并决定叶绿素含量,可监测植被生长状况.通常用NDVI=（Ch2-CH1）/ （Ch2+Ch1） 来表示.
参考资料：(包括有典型图片)
http://mkd.lyge.cn/zhanzheng/a133/11/003.htm

其他可供参考:
http://www.chinabaike.com/article/316/327/2007/2007022258622.html
http://www.wiki.cn/w/index.php?title=%E5%8D%AB%E6%98%9F%E4%BA%91%E5%9B%BE
http://baike.baidu.com/view/38740.htm

如何看电视云图
云是悬浮在大气中由大量水滴或冰晶或两者混合构成的可见聚合体。卫星云图是气象卫星通过扫描辐射仪等设备对地面云层和地表特征进行探测，并将其信息经地面接受、显示装置还原成的图象，主要分可见光云图和红外云图两种。卫星云图能直观、清晰地表示出地表云层的覆盖特征，在天气预报中被广泛应用。我们在电视上看到的云图是经过加工处理后的可见光卫星云图。在电视云图上，陆地一般呈绿色，海洋...

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如何看电视云图
云是悬浮在大气中由大量水滴或冰晶或两者混合构成的可见聚合体。卫星云图是气象卫星通过扫描辐射仪等设备对地面云层和地表特征进行探测，并将其信息经地面接受、显示装置还原成的图象，主要分可见光云图和红外云图两种。卫星云图能直观、清晰地表示出地表云层的覆盖特征，在天气预报中被广泛应用。我们在电视上看到的云图是经过加工处理后的可见光卫星云图。在电视云图上，陆地一般呈绿色，海洋呈蓝色，云层呈白色一暗灰色。电视云图的不同颜色、不同形状和不同结构都反映着不同的天气状况。

云图的颜色反映着天空云层的高低、云层的厚薄、云中冰晶与水滴含量的特征。高云(>6000米)多为冰晶构成，反射强，云层薄而稀疏，云图多呈白色；中云(2000—6000米)多为水滴、冰晶的混合物，云层较密集均匀，云图多呈浅灰色；低云(<2000米)多为水滴构成，云层浓而厚，有时呈起伏的团块状，云图呈现暗灰色。这样，就可以根据云图的颜色分辨出云团是由何种云层构成。若是中低云覆盖，就会阴天，还有可能降水。
云图的形状反映着一定的天气系统。涡旋状云图表明高空受低气压涡状系统控制，在其影响下多为不稳定性降水，如阵雨、雷雨、暴雨等；带状云图表明有冷空气将临，是冷气团前面的锋面云系，有可能产生降水天气；扇形云图是受低压槽前影响，较大范围的扇形云系在我国境内东移北上，常带来大面积降水。
云图的结构反映着云层的稳定状况，也指示着未来天气的演化。结构比较均一的云图，一般为稳定的层状云，若产生降水则是连续性降水。云图若出现凹凸不平或絮状云层，表明是不稳定性对流云系，如夏季的积雨云，在其影响下易出现冰雹、阵性降水、阵性大风等天气。根据电视云图的颜色、形状、结构及变化情况，可以分析天气的变化特征。 如何听天气预报 天气预报的内容包括天气形势预报和气象要素预报。前者是对天气系统的移动、强度变化和生成、消亡的预报；后者是对各气象要素和天气现象变化的预报，即通常意义的天气预报。天气要素预报主要包括下列要素。
气温是大气组成分子运动平均动能的度量。气温的高低和升降变化，实际上是大气中内能的多少和增多、减少的表现。气象台(站)观测和记录的气温是离地面1．5米的百叶箱中的温度。日平均气温是一日内2时、8时、14时、20时四个时刻测得气温的平均值。根据我国国家气象局的规定，当冷空气入侵，气温在24小时内下降10℃以上，最低气温降至5℃以下时，作为发布寒潮警报的标准。若达不到这个标准，则根据降温的程度称强冷空气活动或冷空气活动。
降水 是从云中降落到地面上的液态水或固态水。降水强度是单位时间内的降水量。我国气象部门以日降水量为标准，将降水强度分成六个等级。
云量是指云层遮蔽天空的比例。我国国家气象局统一规定了不同云量条件下的天气状况。晴天——天空中云的覆盖面不到10％，少云——天空中云的覆盖面占10一40％，多云——天空中云的覆盖面占40一80％，阴天——天空中云的覆盖面占80％以上。
风是由于地球表面的气压差而引起大气由高气压流向低气压的水平运动现象。风是一个向量，因而包括风向和风速。风向一般用16方位表示，也可以用方位角表示(见图)。图中内圈是各个方位，外圈是与各个方位对应的方位角。风速是指空气在单位时问内移动的距离。在气象服务中常用风力等级来表示风速，将风力分为13级，最小的为O级，最大为12级。热带气旋是形成于热带海洋的大气涡旋，是影响我国的主要天气系统。我国国家气象局根据热带气旋地面中心附近风力的大小，将其分为三类：热带低压——最大风力相当于6—7级，台风——最大风力相当于8一ll级，强台风——最大风力在12级以上。我国还对出现在150°E以西的台风，按每年出现的顺序编号。例如5903号台风就是1995年出现在150°E以西的3号台风。 天气预报中的一些术语都有其明确的时限。如今天晚上是指当天晚上20点到次日早上8点，明天白天指明天上午8点到明天晚上20点。根据天气预报的时效，一般分为短时预报、短期预报、中期预报、长期预报和超长期预报。时效在几小时内的叫短时预报，时效1—3天的为短期预报，时效3—10天的为中期预报，时效10天以上的月、季、年预报为长期预报，时效一年以上的叫超长期预报，时效越短的预报，要求预报得越精确。

收起

在现代生活中，卫星云图己通过中央电视台走进千家万户，电视天气预报己成收视率最高的节目之一。但是，要您说说那五花八门的云图云状表示何等天气，能够说明白的恐怕不多。
卫星云图是气象卫星从高空拍摄、发回地面的地表黑白照片，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。目前我国接收的云图主要有红外云图、可见光云图及水汽图等。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...

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在现代生活中，卫星云图己通过中央电视台走进千家万户，电视天气预报己成收视率最高的节目之一。但是，要您说说那五花八门的云图云状表示何等天气，能够说明白的恐怕不多。
卫星云图是气象卫星从高空拍摄、发回地面的地表黑白照片，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。目前我国接收的云图主要有红外云图、可见光云图及水汽图等。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，人们不仅能够纵览云飞，还可推知其发展变化，预知未来天气。若地球表面为一片晴空区，卫星观测到的，是从地面发向太空的红外辐射信息，表现为黑灰色；黑色越深，表示地面辐射越强，天气越晴好。当某地上空有云雨覆盖，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；颜色越白，表示辐射越弱，气温越低，云系越厚越密实，降雨强度也就越大。晴空区与云雨区之间的过渡区，则为深灰、灰、浅灰色云系，表明有不同厚度的云而无明显降水。
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。比如，人们一目了然的夏季台风，是一片呈螺旋性旋转的巨大云团，有人称之为大气“飞蝶”，它以每秒数十米的强风速呈逆时针方向旋转的同时，又以每小时数十公里的运行速度向我国沿海袭来。正因有了卫星云图，在其生成之初就被人们发现，因此现代台风预报水平己显著提高。而在过去，洋面没有气象记录，沿海设置的气象雷达探测又鞭长莫及，台风靠近沿海时，其强弱、大小及移速移向等，就连气象专家也全然不知，何谈准确预报？夏季另一主要云图系统，就是西北太平洋上的大片黑灰色无云区，那就是夏季天气的主角一一西太平洋高压。它经常是很不规则的扁圆形，横躺于台湾省以东洋面至我国中东部大陆。黑色越深、范围越广，表明其强度越大、气温越高，稳定控制的时间也越长，人们形象地称其为“黑洞”。夏季长江中下游等地的高温热浪，多是它一手制造的“恶作剧”。

收起

用眼睛看，近视的可以戴个眼镜，瞎子可以找个正常人读给他，正常人不会看就去找气象专家。