卫星在天气预报中的应用 卫星会不会受天气影响

导语：卫星在天气预报中的应用是什么？卫星技术的广泛应用已经让天气预报变得更加精准和可靠，而且通过卫星遥感，天气预报员可以获取全球范围内的气象数据，实现对大气环境的全方位监测，下面就去看看卫星会不会受天气影响吧！

卫星在天气预报中的应用

卫星

1960年4月1日，随着第一颗气象卫星TIROS1的发射，气象学进入到空间领域(TIROS的全称是“电视及红外观测卫星”)。在TIROS1工作的短短79天内，它拍摄了上千张图像并证明卫星对研究我们所生存的星球非常有用。随后，美国陆续发射了TIROS系列的30余颗卫星，最近一颗是在2009年发射的。除了专用电视摄像机外，每个卫星都装备有可以在夜间“看”到云的红外传感器。TIROS1.和这一系列的其他气象卫星一样，是极轨卫星，按南北方向围绕着地球旋转。

极轨卫星在低空(约850千米)围绕地球运动，每转一圈仅需100分钟左右。通过适当地变换轨道，这些卫星每绕地球一圈就向西移动约15°。因此，它们每天能够获得整个地球的两张完整图像，可以在几小时内覆盖大范围的区域。另一种气象卫星，叫地球静止卫星(或地球同步卫星),1966年第一次发射到赤道上空的轨道上。这些卫星，就像它们的名字一样，旋转速度和地球旋转速度相同，因而持续静止在地球某一点的上空。为此，地球同步卫星运行的轨道高度必须比极轨卫星运行的高度更高，距地球表面约35000千米。在这个高度上的轨道可以保持卫星和地球同步旋转。当然，在如此高的高空地球同步卫星拍摄的图像就不如在较低轨道上运行的卫星拍摄的图像清晰度高。

气象卫星图像

最新一代气象卫星称为地球同步环境卫星(GOES),可以提供北美及邻近海洋地区的可见光、红外和水汽图像，这些都是电视天气频道经常用到的卫星图像。包括欧盟、印度、中国、日本和俄罗斯在内的其他国家，也发射过类似的气象卫星。这些卫星帮助气象学家监测无法用天气雷达或极轨卫星实现的大尺度天气系统的运动和发展。漩涡状的云即使跑到地球最偏远的地方，也可以很轻易被卫星捕捉到。这些卫星在监测热带风暴和飓风的发展和移动中也起到很重要的作用。

可见光图像GOES卫星上装备有探测地球反射太阳光的仪器，生成可见光卫星图像，由于可见光图显示了云顶及其他地球表面反射光的强度，这些图像类似于地球的黑白照片。亮白色区域主要是云顶或冰雪覆盖的区域，这些区域有高反照率;陆地表面反射光的强度弱于云反射的光，故呈深灰色;海洋反射的光非常少，就几乎呈黑色。可见光卫星图对分辨云的形状、结构和厚度很有用处。大体上说，云越厚，其反照率就越高，在卫星图上就越亮。积雨云看上去起伏较大，而层云像是连绵平坦的毛毯。

红外卫星图像和可见光卫星图相比，红外卫星图像捕获物体发射(而不是反射)的辐射，与可见光图像相比，更有利于确定那些易于产生降水或形成雷暴的云。红外卫星图像是用计算机来绘制的，将较暖物体显示成黑色，如地球表面等，而将较冷较高的云顶显示成白色。由于高云顶比低云顶更冷，易于产生暴雨的高耸的积雨云顶就显得很亮，而中云呈淡灰色。晴好天气时的低云、层云和雾都相对较暖，因而在红外图像上呈暗灰色或很难与地球表面区分辨开来。

这是一个炎热的夏天，明尼苏达州和威斯康星州的部分地区及东南地区有雷暴。可以看到，南达科他州上空的云在可见光图上是白色的而在红外图上呈灰色。这些地区被2000~6000米上空的中云覆盖着。与之相比，明尼苏达州东部和威斯康星州西部的云在可见光图和红外图上都更亮。这些地区具有高耸的积雨云云层，正经历气团性雷暴带来的暴雨。

雷暴

在红外图上，也可以轻易分辨出美国东南地区的孤立单体。气象学家为了更好地解读红外图像，有时会用到伪着色法。最高最冷的云顶，经常被认为是可能发生暴雨的区域，用浓烈的颜色来表示。

可见光图像和红外图像的比较红外图像的一个主要优势是它能够昼夜观测地球向天空发射的能量辐射，从而可以一天24小时地观测雷暴的运动。红外图像对于区分冷高云和暖低云很有帮助。而利用反射太阳光生成的可见光图像无法在夜间生成，但是，可见光图的一大优点是分辨率高——有可能观测到更细小的特征。从图中可以看到密苏里州东部和艾奥瓦州晴好天气下的积云带，还有明尼苏达州东南部上空正在发展的积雨云起伏的云顶。因此，可见光图是显示云的结构和中纬度气旋及飓风等风暴系统的理想工具。

水汽图像水汽图像提供了另一种认识地球的途径。波长为6.7微米的大部分地球辐射是由水汽放出的。卫星上安装的探测这一狭窄波段辐射的探测器就可以有效地绘制大气中水汽含量的分布图。因为锋面多发生在水汽含量对比较大的气团之间，所以水汽图像是确定锋面边界的很有价值的工具。

卫星探测的其他内容

专门技术的发展使气象卫星已不仅仅是一个对着地球的电视摄像机了。例如，有些卫星装备有探测各高度温度和水汽的仪器;有的可以为我们提供地面和高空的降水强度和降水量以及对缺少常规观测的地区进行风的监测等。热带降水探测项目(TRMM)提供的图片就是对卫星降水测量技术的一个最好说明。

卫星会不会受天气影响

卫星确实会受到天气的影响。具体来说，卫星电视和互联网服务在恶劣天气条件下可能会遇到干扰，导致信号衰减或中断。例如，雨、雾、雪等天气条件会吸收和散射电磁波，从而引起信号损耗，尤其是在高频段，如10GHz以上，中雨以上的降雨引起的衰减相当严重。空间天气中的太阳风和来自太阳的带电粒子雨也会对卫星造成影响，可能导致卫星提前失效、通信中断或导航、跟踪失误。

从用户使用的角度来看，虽然卫星通信系统设计时会考虑降雨备余量，因此一般情况下雨天不会对通信效果产生明显影响，但如果遇到强风、太阳黑子爆发、日凌等情况，通信可能会中断。空间天气事件如太阳高能粒子事件、地磁暴和电离层暴等，会对航天器造成严重威胁，如太阳能电池和电子设备的损害，以及可能导致卫星姿态控制出现方向性错误。

因此，虽然卫星在设计和运行时考虑了不同天气条件的影响，以尽量减少其对通信效果的影响，但在极端或特殊天气条件下，卫星服务仍可能会受到影响。