卫星知识

气象卫星

天气 App 为什么能看见台风的“眼睛”?气象卫星有的绕着地球扫描,有的守在同一片天空上方,接力观察云、海洋和大气。

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气象卫星

天气预报里的台风云图,是谁从上空拍下来的?答案是气象卫星。它们持续观测云、温度和水汽,是追踪台风、暴雨等灾害性天气的重要工具。

气象卫星主要有两类:绕着地球一圈圈扫描的极轨卫星,以及从地面看起来始终守着同一区域的静止轨道卫星。

两种轨道,各显神通

极轨卫星在约 800 多公里高度飞越高纬度地区,地球一边自转,卫星一边逐条扫描,像用复印机把全球一行行扫下来。美国 NOAA 系列和中国风云三号都属于这一类。

静止轨道卫星则位于约 3.6 万公里高空,能持续观察同一大片区域,适合制作台风移动这样的连续动画。美国 GOES 系列和中国风云四号是其代表。

风云卫星在轨运行示意图,可见极轨与静止轨道两类卫星协同工作
风云卫星在轨运行示意图,可见极轨与静止轨道两类卫星协同工作

云图是怎么拍出来的

气象卫星不只是拍普通照片。白天,可见光仪器记录云层反射的阳光;无论白天还是黑夜,红外通道都能根据辐射推算云顶温度。高而冷的云顶往往提示较强的对流活动。

新闻里色彩鲜明的云图,常是多个波段经处理后的结果,颜色用来强调温度、云高或水汽,不一定是人眼在太空中会看到的真实颜色。

气象卫星拍下的超级台风可见光云图,台风眼清晰可辨(NOAA,GMS-5 气象卫星拍摄);本地化配图
气象卫星拍下的超级台风可见光云图,台风眼清晰可辨(NOAA,GMS-5 气象卫星拍摄);本地化配图

卫星能准确预测你家几点下雨吗

还不能只靠卫星就给出这么精细的答案。卫星提供广阔的观测,气象人员还要把它与地面气象站、雷达、气球等数据一起送入数值预报模型。卫星特别擅长观察海洋和偏远地区,能让预报员更早看到大范围天气系统的变化。

中国第一颗风云气象卫星于 1988 年升空。此后,风云系列逐步形成极轨与静止轨道搭配观测的体系,其数据也服务于世界多地的天气监测和灾害预警。

小知识

台风眼里不一定风最大。真正最猛烈的风雨通常集中在围绕台风眼的“眼壁”附近。气象卫星能持续观察台风眼和云系结构的变化,帮助判断它是在增强还是减弱。

美国 GOES-R 系列静止轨道气象卫星在轨示意图(NOAA)
美国 GOES-R 系列静止轨道气象卫星在轨示意图(NOAA)

参考资料