衛星知識

氣象衛星

天氣 App 為什麼能看見颱風的“眼睛”?氣象衛星有的繞著地球掃描,有的守在同一片天空上方,接力觀察雲、海洋和大氣。

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氣象衛星

天氣預報裡的颱風雲圖,是誰從上空拍下來的?答案是氣象衛星。它們持續觀測雲、溫度和水汽,是追蹤颱風、暴雨等災害性天氣的重要工具。

氣象衛星主要有兩類:繞著地球一圈圈掃描的極軌衛星,以及從地面看起來始終守著同一區域的靜止軌道衛星。

兩種軌道,各顯神通

極軌衛星在約 800 多公里高度飛越高緯度地區,地球一邊自轉,衛星一邊逐條掃描,像用影印機把全球一行行掃下來。美國 NOAA 系列和中國風雲三號都屬於這一類。

靜止軌道衛星則位於約 3.6 萬公里高空,能持續觀察同一大片區域,適合製作颱風移動這樣的連續動畫。美國 GOES 系列和中國風雲四號是其代表。

風雲衛星在軌運行示意圖,可見極軌與靜止軌道兩類衛星協同工作
風雲衛星在軌運行示意圖,可見極軌與靜止軌道兩類衛星協同工作

雲圖是怎麼拍出來的

氣象衛星不只是拍普通照片。白天,可見光儀器記錄雲層反射的陽光;無論白天還是黑夜,紅外通道都能根據輻射推算雲頂溫度。高而冷的雲頂往往提示較強的對流活動。

新聞裡色彩鮮明的雲圖,常是多個波段經處理後的結果,顏色用來強調溫度、雲高或水汽,不一定是人眼在太空中會看到的真實顏色。

氣象衛星拍下的超級颱風可見光雲圖,颱風眼清晰可辨(NOAA,GMS-5 氣象衛星拍攝);本機化配圖
氣象衛星拍下的超級颱風可見光雲圖,颱風眼清晰可辨(NOAA,GMS-5 氣象衛星拍攝);本機化配圖

衛星能準確預測你家幾點下雨嗎

還不能只靠衛星就給出這麼精細的答案。衛星提供廣闊的觀測,氣象人員還要把它與地面氣象站、雷達、氣球等資料一起送入數值預報模型。衛星特別擅長觀察海洋和偏遠地區,能讓預報員更早看到大範圍天氣系統的變化。

中國第一顆風雲氣象衛星於 1988 年升空。此後,風雲系列逐步形成極軌與靜止軌道搭配觀測的體系,其資料也服務於世界多地的天氣監測和災害預警。

小知識

颱風眼裡不一定風最大。真正最猛烈的風雨通常集中在圍繞颱風眼的“眼壁”附近。氣象衛星能持續觀察颱風眼和雲系結構的變化,幫助判斷它是在增強還是減弱。

美國 GOES-R 系列靜止軌道氣象衛星在軌示意圖(NOAA)
美國 GOES-R 系列靜止軌道氣象衛星在軌示意圖(NOAA)

參考資料