雷达卫星分析(课堂PPT)

– 一个距离库中后向散射的大小 – 粒子尺度的大小
• 径向速度
– 相对于雷达站的移动速度
• 谱宽
– 速度谱宽，反映速度离散程度
4
2 雷达产品及其识别基础
• 常用的雷达产品
– 3个基数据产品
• 反射率因子（R） • 径向速度（V） • 谱宽（S）
– 组合反射率因子（CR）ห้องสมุดไป่ตู้– 垂直液态水含量（VIL） – 回波顶高（ET）
（只出现在可见光图象上）
54
55
纹理
云顶表面光滑程度
多起伏、多斑点、皱纹 纤维状
光滑和均匀
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
3 天气现象的卫星云图
• 冷空气 • 大雾 • 降水 • 台风 • 强对流（雷暴）
68
可见光
69
红外
70
中红外
71
水汽
72
常见的天气系统
– 结构形式：带状、涡旋状、团状、细胞状 – 范围大小 – 边界形状：直线、圆形、气旋性弯曲 – 色调 – 暗影 – 纹理
39
2 卫星资料处理与分析基础
• 卷云
– 温度低、反照率高 – 红外与水汽云图上白亮、可见光图像上由深灰色到白
色 – 纹理呈现纤维状或羽状
• 积雨云
– 团状，结构紧密 – 各种通道图像上色调为白亮 – 纹理光滑，当出现穿透性对流云时云顶多起伏 – 早晚时刻可见光图像上存在暗影
40
2 卫星资料处理与分析基础
• 中云（高层云、高积云）
– 成片出现 – 可见光图像上色调跨度较大（多层云系影响） – 红外云图上为中等程度的灰色 – 中云不一定有暗影和确定的边界形状
• 积云、浓积云
– 线状、开口状 – 纹理不均匀，多斑点和皱纹 – 边界不整齐、不光滑（局地加热的不均匀性） – 可见光图像上白亮，红外云图上色调不一
• 时间分辨率
– 卫星对同一地区观测的时间间隔
28
1 基本概念
• 卫星数据构成（FY2卫星）
– 可见光通道（反射率） – 红外分裂窗通道（亮度温度） – 水汽通道（亮度温度） – 中红外通道（亮度温度）
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
2 卫星云图解译基础
• 卫星云图上识别云的六个判据
波状
43
44
云 的 识 别
45
暴 雨 云 团
46
范围大小
锋面、气旋——上千公里 对流云——几公里
47
锋 面
48
边界形状
直线 圆形 扇形 气旋性弯曲 反气旋性弯曲 整齐和不整齐
49
50
51
色调（亮度、灰度）
物象的明暗程度 可见光—反照率 红外—物体温度
52
53
暗影
在一定的太阳高度之下 高的目标物在低的目标物上的投影
• 主动（卫星发射电磁波，接收反射回的信号） • 被动（接收来自地球的电磁波信号）
– 按波谱范围分为：微波、红外、可见光
25
1 基本概念
• 常见的卫星通道
– 可见光通道 (0.58-0.68μm)—太阳反射光 – 近红外通道(0.84-0.89 μm) —太阳反射光 – 短波红外通道(3.55-3.95 μm)--混合辐射 – 长波红外通道(10.3-11.3 μm)—地物热辐射 – 分裂窗通道 (11.5-12.5 μm) —地物热辐射 – 微波通道(mm) —地物热辐射
77
78
79
80
其它常见天气现象
• 涡旋 • 云街 • 低云 • 雷暴云 • 梅雨锋
81
高原大涡
82
云街
83
低云
84
85
86
云团 暗影 可见光
87
雷暴云
41
2 卫星资料处理与分析基础
• 层云、雾
– 锋面附近呈现一大片或带状，冬季洋面上冷锋后或副 高东南象限呈球状闭合细胞状云系
– 可见光图像：洋面为大片的白色；陆地为断裂的、稀 疏的灰色
– 红外云图：深灰色到灰色 – 边界光滑、纹理均匀 – 雾会沿山脉、河流、海岸线分布
42
结构形式
带状 涡旋状 团（块）状 细胞状
雷达卫星分析
1
目录
• 雷达观测与分析
– 雷达数据构成 – 雷达产品及其识别基础 – 天气现象的雷达图像
• 卫星观测与分析
– 基本概念 – 卫星云图解译基础 – 天气现象的卫星云图
2
1 雷达数据构成
• 新一代多普勒天气雷达的数据主要包括反 射率因子、径向速度和谱宽三个因子
3
1 雷达数据构成
• 反射率因子——回波强度
• 冷锋
– 冷平流中的冷锋 – 暖平流中的冷锋
• 暖锋 • 锢囚锋
73
Case in Europe
74
暖锋云带
• 与冷锋相连接的呈反气旋弯曲的天气尺度云 带
• 可见光图像上系统的后部呈白亮，前部灰白 • 水汽和红外图像上均为白色
75
Warm Front Band
76
Warm Front Band
– 极轨气象卫星，太阳同步轨道，观测全球，围绕地球 运动，能够观测两级，轨道高度约为350－1500Km
24
1 基本概念
• 静止卫星：FY2、GMS、GOES、MTSAT • 极轨卫星：FY1/3、NOAA、TRMM、EOS • 卫星观测原理：接收电磁波信号，从信号中来反
映大气状态
– 按仪器观测方式分为
16
弓形回波（雷暴云）
17
回波穹隆、悬挂回波和砧状回波
18
19
台风KHANUN特征分析
20
2004年4月22日冷空气爆发（合肥雷达）
21
太阳的雷达显示
22
23
1 基本概念
• 卫星上携带有各种气象观测仪器，测量大气参数， 这种专门用于气象目的的卫星叫做气象卫星
• 气象卫星分类
– 静止气象卫星，地球同步轨道，相对地球而言静止， 观测的1/3球面，位于赤道上方，轨道高度约为 35800Km
5
6
7
8
9
10
11
12
3 天气现象的雷达图像
• 晴天（无回波） • 小雨 • 暴雨 • 冰雹 • 雷暴云 • 台风 • 冷空气
13
小雨 暴雨
14
2005年5月31日14点47分在北京产生大 冰雹的超级单体风暴
15
钩状回波：强冰雹云伴随着强的低层上升入 流的进一步发展，入流缺口会演变成钩状， 常出现在回波移动方向的右侧或后右侧
26
1 基本概念
• 卫星图像生成原理
– 将接收的电磁波能量转换为亮度温度、反照率等物理 量，以图像的形式显示这些物理量
27
1 基本概念
• 空间分辨率
– 卫星在某一时刻观测地球的最小面积。空间分辨率与 卫星高度有关，高度越高观测视角越大，空间分辨率 降低
• 灰度分辨率
– 能分辨的最小温度差或反照率差值称之为温度分辨率 或灰度分辨率