1、第五章第五章 衛星圖像的分析基礎衛星圖像的分析基礎 本章主要內容：本章主要內容：1、衛星圖像的基本特征、衛星圖像的基本特征2、衛星云圖識別云的六個判據、衛星云圖識別云的六個判據3、衛星云圖上各類云的特征、衛星云圖上各類云的特征4、地表特征分析、地表特征分析 掌握重點：掌握重點：衛星云圖識別云的六個判據，卷狀云、積狀云、衛星云圖識別云的六個判據，卷狀云、積狀云、低云（層積云、層云）和霧的云圖特征低云（層積云、層云）和霧的云圖特征 第一節第一節 衛星圖像的基本特征衛星圖像的基本特征n衛星資料有兩大類：衛星資料有兩大類： 1）圖像資料：如衛星云圖、水汽圖等；圖像資料：如衛星云圖、水汽圖等； 2 2）

2、探測資料，為定量數字資料，如大氣垂）探測資料，為定量數字資料，如大氣垂直的溫度等。直的溫度等。n衛星云圖是氣象衛星最易最早進行的觀測衛星云圖是氣象衛星最易最早進行的觀測項目之一，也是最早在氣象業務發揮作用項目之一，也是最早在氣象業務發揮作用的衛星資料。的衛星資料。 衛星攜帶的成像儀在不同譜段測量的輻射轉換成不同色調的圖像就得到衛星圖像，目前衛星圖像有兩種，一種是一種是衛星云圖衛星云圖，它主要反映大氣中云系分布；另一種是水汽另一種是水汽，其主要表示大氣中水汽分布。 業務上常用的衛星圖像：業務上常用的衛星圖像：1、可見光可見光（VIS）圖像，即在可見光波段太陽光反射輻射的圖像（波長為0.5um左右

3、）2、紅外紅外（IR）圖像，即地氣系統在熱紅外波段發射輻射的圖像（波長為1012um左右）3、水汽水汽（WV）圖像，即水汽發射輻射的圖像（波長為67um）4、短紅外短紅外（ 3.7um）圖像，太陽和地氣系統重疊區輻射的圖像5、微波微波（MV）圖像，即地氣系統在微波段（1mm10cm; 3300GHz）發射及散射輻射的圖像，微波的頻率范圍較寬，常用的有19、22、37、85GHz等頻率的水平和垂直極化通道，業務上常用的微波圖像大多是由多通道組合反演得到的產品圖像1) 區分不同通道的云圖，即是可見光還是紅外云圖？區分不同通道的云圖，即是可見光還是紅外云圖？2) 把地和云區別開來，尤其是將云和雪區別

4、開來；把地和云區別開來，尤其是將云和雪區別開來；3）識別不同種類的云，是中云還是高云）識別不同種類的云，是中云還是高云?是積雨云還是是積雨云還是層狀云等層狀云等?它們有哪些相同之處它們有哪些相同之處?有哪些不同的地方有哪些不同的地方?識識別不同類型的地表，是陸地還是水體別不同類型的地表，是陸地還是水體?如果是積雪，是新如果是積雪，是新雪還是舊雪雪還是舊雪?等等；等等；衛星云圖分析的主要內容有：衛星云圖分析的主要內容有：4 4）分析大范圍云的分布，及其對應的天氣系統，根據）分析大范圍云的分布，及其對應的天氣系統，根據天氣尺度云系特點確定天氣系統發展的階段，預告其未天氣尺度云系特點確定天氣系統發展

5、的階段，預告其未來變化；來變化；5 5）從衛星云圖估算氣象要素，如風、溫度、濕度、大）從衛星云圖估算氣象要素，如風、溫度、濕度、大氣穩定度、垂直運動、渦度、云參數氣穩定度、垂直運動、渦度、云參數( (云量、云頂溫度云量、云頂溫度( (高度高度) )和光學特性和光學特性) )和降水等；和降水等；6)6)將衛星資料與常規天氣資料、雷達等探測資料結合一將衛星資料與常規天氣資料、雷達等探測資料結合一起，進行綜合分析，為天氣預報提供可靠的依據。起，進行綜合分析，為天氣預報提供可靠的依據。大氣對于太陽輻射基本是透明的（窗區），衛星在空大氣對于太陽輻射基本是透明的（窗區），衛星在空間固定軌道上用成像儀對地球

6、和大氣進行掃描，觀測間固定軌道上用成像儀對地球和大氣進行掃描，觀測掃描點上可見光波段的太陽反射輻射強度，由于掃描點上可見光波段的太陽反射輻射強度，由于反射反射輻射的強度不同輻射的強度不同而得到云和地表的分布圖像，這就是而得到云和地表的分布圖像，這就是可見光圖像?？梢姽鈭D像?？梢姽鈭D像的可見光圖像的黑白程度表示地球和大氣中各種云對可黑白程度表示地球和大氣中各種云對可見的太陽光的反射輻射強度見的太陽光的反射輻射強度（主要決定于物體的反射（主要決定于物體的反射率），故其觀測原理與照相原理相似。率），故其觀測原理與照相原理相似。較黑色調代表低亮度（低反照率輻射強度）較黑色調代表低亮度（低反照率輻射強度

7、）較亮色調較亮色調1、可見光云圖的基本特點、可見光云圖的基本特點:其中E（）是入射大氣頂的輻射，通?？梢援斪鞫ㄖ?，L（）地面反照率，sun是太陽天頂角的余弦。衛星觀測到的輻射率可以近似認為與地面的反照率地面的反照率和太陽太陽的天頂角余弦的天頂角余弦成正比。衛星接收到的輻射越大，就用越白的色調表示；而接收到的輻射越小，則用越暗的色調表示。在可見光云圖上，物像的色調決定于反射太陽輻射物像的色調決定于反射太陽輻射的強度的強度。而衛星接收到的反射大陽輻射決定于入射到目標物上的太陽輻射和目標物的反照率反照率。入射至目標物的太陽輻射又與太陽高度角太陽高度角有關。 sunLEL)()(在一定的太陽高度角下，

8、衛星接收到的輻射僅決定于物體的雙向反射率（P102-103，地表的反射，即入射和反射的角度不同），如果將地面看成朗伯面，則衛星接收的輻射僅取決于物體的反照率，則衛星接收的輻射僅取決于物體的反照率，物體的反照率越大，它的色調越白；反照率越小，物體的反照率越大，它的色調越白；反照率越小，色調越暗。色調越暗。(1)反照率對可見光云圖上色調的影響？反照率對可見光云圖上色調的影響？在可見光云圖上在可見光云圖上物像的色調物像的色調與其與其本身的反照率本身的反照率和和太陽高度角太陽高度角有關有關27表表5.1是各種云和地面目標物體的反照率，是各種云和地面目標物體的反照率，可見：可見： 水面的反照率最低，厚的

9、積雨云最大；水面的反照率最低，厚的積雨云最大； 積雪與云的反照率十分接近，所以僅從可見積雪與云的反照率十分接近，所以僅從可見光云圖上的色調難以區別云和積雪；光云圖上的色調難以區別云和積雪； 薄卷云與晴天積云、沙地的反照率也很接近，薄卷云與晴天積云、沙地的反照率也很接近，也不易區別它們。也不易區別它們。 水體反照率小在云圖水體反照率小在云圖上呈黑色。但是，如果太上呈黑色。但是，如果太陽光從水面單向反射到衛陽光從水面單向反射到衛星儀器內，在可見光云圖星儀器內，在可見光云圖上會出現一片色調較淺的上會出現一片色調較淺的區域，或是小而明亮的區，區域，或是小而明亮的區，這些區稱做這些區稱做太陽耀斑區太陽耀

10、斑區；它表明水面有微波或水面它表明水面有微波或水面平靜。平靜。太陽耀斑區太陽耀斑區(2)太陽高度角對可見光云圖上色調的影響太陽高度角對可見光云圖上色調的影響 ？n太陽高度角決定了衛星觀測地面時的照明條件，太陽高度角越大，光照條件越好，衛星接收到的反射太陽輻射也越大，否則越小。即目標物的色調還與每天衛星觀測的時刻和季節有關，如在北半球冬季中高緯度地區，太陽高度角如在北半球冬季中高緯度地區，太陽高度角很低，照明差，圖片色調十分灰暗。又如衛星在早晨或傍很低，照明差，圖片色調十分灰暗。又如衛星在早晨或傍晚觀測，太陽高度角也很低，圖片色調也很暗。晚觀測，太陽高度角也很低，圖片色調也很暗。對于同對于同圖片

11、上的各個點的太陽高度角也不同，如是上午的云圖，圖片上的各個點的太陽高度角也不同，如是上午的云圖，圖片右半側圖片右半側( (東面一側東面一側) )的太陽高度角較高，色調明亮，而的太陽高度角較高，色調明亮，而左半側，太陽高度角低，色調較暗左半側，太陽高度角低，色調較暗。n反之也可以根據這一特點判斷云圖的觀測時刻，是否是可反之也可以根據這一特點判斷云圖的觀測時刻，是否是可見光云圖見光云圖。n對于靜止衛星中午的云圖，整個觀測區的光照條件較好，物像間的反差明顯，圖片明亮。 日日 變變 化化 FY88.9.6.22：08 VIS太陽高度角對可見光云圖上色調的影響太陽高度角對可見光云圖上色調的影響半邊亮半邊

12、暗半邊亮半邊暗太陽高度角對可見光云圖上色調的影響太陽高度角對可見光云圖上色調的影響太陽高度角對可見光云圖上色調的影響太陽高度角對可見光云圖上色調的影響太陽高度角對可見光云圖上色調的影響太陽高度角對可見光云圖上色調的影響太陽高度角對可見光云圖上色調的影響太陽高度角對可見光云圖上色調的影響太陽高度角對可見光云圖上色調的影響太陽高度角對可見光云圖上色調的影響太陽高度角對可見光云圖上色調的影響太陽高度角對可見光云圖上色調的影響1975年8月14日9：00（UTC）的可見光圖像TARCDL青海湖青海湖可見光云圖解釋中存在的問題可見光云圖解釋中存在的問題1 區分云與地面雪蓋：都較為白亮，容易混淆區分云與地

13、面雪蓋：都較為白亮，容易混淆因此關于地表狀況的地理知識在云圖解釋中極其重要。因此關于地表狀況的地理知識在云圖解釋中極其重要。山脈上覆蓋的積雪在黑色無雪的山谷襯托下表現出白色山脈上覆蓋的積雪在黑色無雪的山谷襯托下表現出白色和樹枝狀。另外，與云不同，地面雪蓋是準靜止的，利和樹枝狀。另外，與云不同，地面雪蓋是準靜止的，利用動畫顯示的圖像可以區分用動畫顯示的圖像可以區分2 小塊云小塊云當衛星的視場中充滿了小而碎的積云時，輻射一部分來當衛星的視場中充滿了小而碎的積云時，輻射一部分來自云的發射和散射，另一部分來自地表的自云的發射和散射，另一部分來自地表的，如果云，如果云塊的分辨率比衛星輻射小，圖像的色調將

14、被平滑，而不塊的分辨率比衛星輻射小，圖像的色調將被平滑，而不像一般情況下看到的對流云那么亮像一般情況下看到的對流云那么亮3 薄云薄云薄云的反照率比較低，在可見光圖像中不表現為很亮薄云的反照率比較低，在可見光圖像中不表現為很亮的色調，人們也許會低估黑色地表上的云覆蓋。薄云的色調，人們也許會低估黑色地表上的云覆蓋。薄云也能把來自比它們更低的云或地表的光散射到衛星上，也能把來自比它們更低的云或地表的光散射到衛星上，于是圖像就變成來自不同高度層光線的混合圖像。因于是圖像就變成來自不同高度層光線的混合圖像。因此，在高反照率的地表沙漠之上的薄云看起來會非常此，在高反照率的地表沙漠之上的薄云看起來會非常厚和

15、亮，給人們帶來錯覺；而在低反射的洋面上薄云厚和亮，給人們帶來錯覺；而在低反射的洋面上薄云看起來比較灰暗。看起來比較灰暗。2、紅外云圖的基本特點、紅外云圖的基本特點 衛星在固定軌道用衛星在固定軌道用SR對地球和大氣進行掃描，對地球和大氣進行掃描，觀測觀測掃描點上發射的（長波）紅外輻射掃描點上發射的（長波）紅外輻射強度，強度，由于發射的紅外輻射強度的不同而得到云和由于發射的紅外輻射強度的不同而得到云和地表的分布圖像，就是紅外圖像地表的分布圖像，就是紅外圖像在紅外波段在紅外波段10.5-12.5m范圍內，衛星接范圍內，衛星接收到的輻射僅與溫度有關，收到的輻射僅與溫度有關，物體的溫度越高，物體的溫度越

16、高，衛星接收的輻射就越大；溫度越低，輻射越衛星接收的輻射就越大；溫度越低，輻射越小。在紅外云圖中，輻射大的用暗的色調表小。在紅外云圖中，輻射大的用暗的色調表示，輻射越小，色調越白。示，輻射越小，色調越白。紅外云圖是一幅亮度溫度分布圖紅外云圖是一幅亮度溫度分布圖，即將衛星觀測到的輻射看成是普朗克黑體輻射，并據此算出溫度（Tbb-亮度溫度）。根據衛星觀測表明，大多數云的發射率為0.75左右，由衛星觀測值按普朗克公式算出的溫度在考慮到溫度高低和視角的大小后需加需加5-10K的訂正，計算的云頂高度比實的訂正，計算的云頂高度比實際的高際的高1km左右左右。即實際的表面溫度與亮度溫度間的關系為 Ts =

17、Tbb + T ，式中Ts 是實際的表面溫度，T是大氣訂正溫度。由于地表和大氣溫度隨季節和溫度而變，所以紅外云圖的由于地表和大氣溫度隨季節和溫度而變，所以紅外云圖的色調有以下幾個特點：色調有以下幾個特點： 1） 紅外云圖上地面、云面的色調隨緯度和季度而變化 從赤道到極地，色調越來越（白從赤道到極地，色調越來越（白 ）；在冬季熱帶和副熱）；在冬季熱帶和副熱帶地區，地表面和高云的溫度差可達帶地區，地表面和高云的溫度差可達100100C C以上，所以在云以上，所以在云圖上有明顯的反差，但在大陸極地區域，地表面和高云的圖上有明顯的反差，但在大陸極地區域，地表面和高云的溫度差不到溫度差不到2020C C

18、，在紅外云圖上只有很小的色調反差，不在紅外云圖上只有很小的色調反差，不易將云和冷地表區別開，云的類型也難以區分。易將云和冷地表區別開，云的類型也難以區分。 2） 紅外云圖上水面與陸地色調的變化 在冬季中高緯度地區，海面溫度高于陸地溫度，因此海在冬季中高緯度地區，海面溫度高于陸地溫度，因此海面色調比陸地要（暗），但在夏季，尤其在白天，陸地溫面色調比陸地要（暗），但在夏季，尤其在白天，陸地溫度高于海面溫度，因此海面色調比陸地要（白）。如果陸度高于海面溫度，因此海面色調比陸地要（白）。如果陸地與水面的溫度相近，則它們的色調相近，水陸界線不分地與水面的溫度相近，則它們的色調相近，水陸界線不分明。明。

19、使用紅外云圖需要注意的事項使用紅外云圖需要注意的事項 : (1)在夜間很難觀測到低云和霧在夜間很難觀測到低云和霧，因為低云和霧，因為低云和霧的溫度與地表溫度十分接近；的溫度與地表溫度十分接近； (2) (2) 對于超過幾百米厚而密實的云層，衛星測對于超過幾百米厚而密實的云層，衛星測量的輻射主要來自云面量的輻射主要來自云面，由此可以直接估算云頂，由此可以直接估算云頂溫度或高度。但溫度或高度。但對薄云或未能充滿視場的云單體，對薄云或未能充滿視場的云單體，衛星測量的輻射是云體和地表發射輻射的總和衛星測量的輻射是云體和地表發射輻射的總和，由此推算的云頂溫度比實際的要暖，估算的云頂由此推算的云頂溫度比實

20、際的要暖，估算的云頂高度比實際的要低。（高度比實際的要低。（例子：例子：P203P203圖圖5-35-3） 視場的影響（3）大氣吸收對估算云頂溫度和地面溫度的影響大氣吸收對估算云頂溫度和地面溫度的影響。 在10.5-12.5m大氣窗通道內，有少量的CO2和H2O對地面、云面發射的紅外輻射的少量吸收，及其以自身溫度發射的紅外輻射，從而使得衛星觀測到的輻射比實際從而使得衛星觀測到的輻射比實際的要小的要小，尤其在以下三種情況： a a）在紅外云圖的兩邊部分較明顯，因為輻射路徑的在紅外云圖的兩邊部分較明顯，因為輻射路徑的增長使得吸收氣體含量加大，從而吸收增加；增長使得吸收氣體含量加大，從而吸收增加；

21、b b）在熱帶地區大氣水汽含量大，吸收也強；在熱帶地區大氣水汽含量大，吸收也強； c c）從垂直方向而言，大氣中的水汽主要集中在低層，從垂直方向而言，大氣中的水汽主要集中在低層，低空的水汽吸收較大氣高層要大得多，對衛星估算低云面低空的水汽吸收較大氣高層要大得多，對衛星估算低云面的溫度影響較大的溫度影響較大（P210圖5-4）。光學路徑的影響另一值得注意的現象是：當大氣中存在逆溫層另一值得注意的現象是：當大氣中存在逆溫層時，層云和霧在紅外圖像上表現比地表還暗，時，層云和霧在紅外圖像上表現比地表還暗，出現所謂出現所謂“黑霧黑霧”的現象。的現象。（4）根據衛星紅外輻射所作出的根據衛星紅外輻射所作出的

22、“地面溫度地面溫度”估計是地球表面的溫度，通常和天氣學意義上估計是地球表面的溫度，通常和天氣學意義上“地面大氣溫度地面大氣溫度”有幾度的偏差有幾度的偏差. .3、可見光云圖和紅外云圖的比較可見光云圖和紅外云圖的比較n可見光云圖上的色調決定于物體的反照率和太陽高度角，可見光云圖上的色調決定于物體的反照率和太陽高度角，而紅外云圖上的色調決定于物體的溫度。（表而紅外云圖上的色調決定于物體的溫度。（表5-35-3、圖、圖5-55-5） 可見光云圖中的可見光云圖中的E處色調很暗處色調很暗,因為太陽高度角太低而光照不足因為太陽高度角太低而光照不足;在紅外云圖中在紅外云圖中E處顯較淺的色調處顯較淺的色調,由

23、于已是深秋時刻由于已是深秋時刻,地表溫度地表溫度較低。在較低。在VIS上上,往東南方往東南方,太陽高度角越大太陽高度角越大,云色調越白云色調越白;在在IR上上,越往南越往南,溫度越高溫度越高,色調越暗。色調越暗。EAMBEAMB1974年3月30日8:30 NOAA-4的可見光（可見光（a）和紅外（紅外（b）圖像A: 渤海；渤海；B：黃土高原和內蒙古的毛烏素沙地；：黃土高原和內蒙古的毛烏素沙地；C：我國東北地區冷渦云系；：我國東北地區冷渦云系；D：熱帶地區菲律賓；：熱帶地區菲律賓；中國大陸南方和太平洋上冷鋒云系，在中國大陸南方和太平洋上冷鋒云系，在IR上亮度不均勻，上亮度不均勻，Fb和和Fc處

24、暗，中低云；處暗，中低云；E和和Fa處與處與VIS一樣一樣白亮，說明該處云系垂直發展旺盛，天氣強烈。顯示了紅外云圖垂直分辨率高的優點。白亮，說明該處云系垂直發展旺盛，天氣強烈。顯示了紅外云圖垂直分辨率高的優點。4、3.7m短波紅外云圖的特點短波紅外云圖的特點 獨具的特征：位于反射太陽輻射及地球和云所獨具的特征：位于反射太陽輻射及地球和云所發射的輻射之間的小重疊區中。夜間，沒有太發射的輻射之間的小重疊區中。夜間，沒有太陽輻射的貢獻，這一通道的輻射同標準的紅外陽輻射的貢獻，這一通道的輻射同標準的紅外波段輻射一樣來源于地球，白天，來自太陽和波段輻射一樣來源于地球，白天，來自太陽和地球的輻射混合在一起

25、，以太陽輻射所占份額地球的輻射混合在一起，以太陽輻射所占份額為主。為主。3.7m譜段是電磁波譜的中紅外波段，它相對譜段是電磁波譜的中紅外波段，它相對于于10m譜段，波長要短，所以常稱紅外云圖譜段，波長要短，所以常稱紅外云圖(或稱中紅外云圖或稱中紅外云圖)。在這一譜段，由于大氣的透明度很高，大氣吸收對估算表面溫度的影響小，能較精確地測量表面溫度，所以其最初目的是用于探測海面溫度，后來發現這一波段處在森林火溫(800K)的最大輻射波長處，所以用它監測森林火災很有用它監測森林火災很有用。此外用它對于監測夜它對于監測夜間的霧區特別有用間的霧區特別有用。但是在白天觀測在這一通道測量的輻射有地面和云面反射

26、太陽輻射及地面云面發有地面和云面反射太陽輻射及地面云面發射的短波紅外輻射射的短波紅外輻射，這兩種不同輻射源的輻射對于識別物像造成困難，但是短波紅外云圖在監測低云和卷云等方面有它獨有的功能。1) 白天白天3.7m 短波紅外云圖的特點：短波紅外云圖的特點： 在白天，衛星在355393 m通道描測量的輻射包含有物體自身發射的紅外輻射和反射的太陽輻射，將輻射轉換成云圖時，它與可見光云圖剛好相反，所以將37m 短波紅外云圖與可見光云圖作比較時，出現反常現象，它的特點主要有： 海洋、湖泊和河流等水面對太陽輻射的反射小，在海洋、湖泊和河流等水面對太陽輻射的反射小，在云圖上呈較白的色調；而巖石、沙漠和干燥的土

27、壤云圖上呈較白的色調；而巖石、沙漠和干燥的土壤地區反射太陽輻射較大，呈較暗的色調地區反射太陽輻射較大，呈較暗的色調； 層云（霧）、層積云等反照率較大的中低云表現層云（霧）、層積云等反照率較大的中低云表現為較暗的色調，比陸面的色調還要暗為較暗的色調，比陸面的色調還要暗 對于上午的短波紅外云圖，由于東半面反射的太陽對于上午的短波紅外云圖，由于東半面反射的太陽輻射較西半面大，故圖像東半面的色調要比西半面的輻射較西半面大，故圖像東半面的色調要比西半面的要暗；要暗； 積雪、海冰都表現為暗黑色；積雪、海冰都表現為暗黑色； 在白天短波紅外圖上的景象豐富，海陸界線清楚。在白天短波紅外圖上的景象豐富，海陸界線清

28、楚。 短波紅外通道的主要優點是：短波紅外通道的主要優點是：測溫準確度高。測溫準確度高。 LGSE鋒面云系，由于冰晶和水組鋒面云系，由于冰晶和水組成的云粒子完全吸收成的云粒子完全吸收3.7um輻射，與可見光圖像正好相輻射，與可見光圖像正好相反反低壓低壓耀斑耀斑2）利用短波紅外云圖識別夜間霧和層云）利用短波紅外云圖識別夜間霧和層云在夜間，短波紅外云圖特征與長波紅外云圖一樣，即輻射越大，色調越暗，輻射越小，色調越淺。如如果采用增強方法，提高暖端的分辨率，就能識別低果采用增強方法，提高暖端的分辨率，就能識別低云（層云和霧），實現紅外云圖難以完成的工作。云（層云和霧），實現紅外云圖難以完成的工作。在在3

29、.7m的短波紅外通道，地面的發射率近似為的短波紅外通道，地面的發射率近似為1，而云的，而云的發射率小于發射率小于1，即使很厚的云，其發射率也只有，即使很厚的云，其發射率也只有0.9，所以，所以，當地面與低云具有相同的溫度時，衛星接收的低云發射的輻當地面與低云具有相同的溫度時，衛星接收的低云發射的輻射比地面發射的輻射要小，這樣就可以把低云與地表區分開，射比地面發射的輻射要小，這樣就可以把低云與地表區分開，由此算出低云的溫度比地面要低幾度，在云圖上低云的色調由此算出低云的溫度比地面要低幾度，在云圖上低云的色調比地面淺。比地面淺。（P208，圖5-7）。3）利用短波紅外云圖區別白天積雪上的低云）利用

30、短波紅外云圖區別白天積雪上的低云 在白天的可見光云圖上，低云的色調與積雪的在白天的可見光云圖上，低云的色調與積雪的色調十分相近，都呈較白的色調，很難區分它色調十分相近，都呈較白的色調，很難區分它們；但在短波紅外云圖上，低云的反照率明顯們；但在短波紅外云圖上，低云的反照率明顯高于積雪，低云呈現很暗的色調，積雪呈較淺高于積雪，低云呈現很暗的色調，積雪呈較淺的色調。的色調。（P214，圖圖5-8） 5 5 水汽圖像水汽圖像 n 衛星測量以衛星測量以5.75.77.37.3m（6.7m6.7m為中心）的為中心）的水汽強烈吸水汽強烈吸收帶收帶的輻射能，在這吸收帶內，水汽一面吸收來自下面的輻射，同的輻射能

31、，在這吸收帶內，水汽一面吸收來自下面的輻射，同時又以自身溫度再發射時又以自身溫度再發射6.7m6.7m紅外輻射。如果大氣中水汽含量愈多，紅外輻射。如果大氣中水汽含量愈多，吸收來自下面的紅外輻射愈多，能到達衛星的紅外輻射能就愈少，吸收來自下面的紅外輻射愈多，能到達衛星的紅外輻射能就愈少，其亮溫也就低，水汽圖上色調愈白；相反，如果大氣中水汽含量愈其亮溫也就低，水汽圖上色調愈白；相反，如果大氣中水汽含量愈少，下面的少，下面的6.7m6.7m紅外輻射可能透過很干的大氣層到達衛星的紅外紅外輻射可能透過很干的大氣層到達衛星的紅外輻射能就多，其亮溫也就高，水汽圖上色調愈黑。氣象衛星測量輻射能就多，其亮溫也就

32、高，水汽圖上色調愈黑。氣象衛星測量6.7m6.7m的紅外輻射能主要受大氣中的紅外輻射能主要受大氣中水汽含量水汽含量、水汽在垂直方向中的水汽在垂直方向中的位置位置和和水汽層的溫度水汽層的溫度等三個因素影響。必須指出，水汽在普通濃度等三個因素影響。必須指出，水汽在普通濃度下對紅外輻射是半透明，一般說到達衛星的水汽輻射不是來自某一下對紅外輻射是半透明，一般說到達衛星的水汽輻射不是來自某一個面或某一層，而是來自一定厚度的各層次中，對個面或某一層，而是來自一定厚度的各層次中，對6.7m6.7m譜段水汽譜段水汽圖像只能提供大氣的中、上層水汽分布信息。其中在圖像只能提供大氣的中、上層水汽分布信息。其中在400hPa400hPa附近氣附近氣層內濕度差異，引起層內濕度差異，引起6.7m6.7m譜段到達衛星的凈輻射能相應差異也就譜