卫星气象习题

1、卫星气象习题第一章1. 什么是气象卫星？什么是卫星气象？卫星气象的主要内容主要有那些 ？2. 什么是遥感 ? 什么是传感器 ? 什么时候是运载工具 ? 什么是卫星遥感?它包括那几部分 ?3. 什么是主动遥感 ? 什么是被动遥感 ? 它们有那些主要特点 ?4. 气象卫星观测与常规气象观测相比较，有那些特点 ?5. 当前气象卫星可以获取那些资料？可以获取那些信息 ？6. 气象卫星资料在大气科学和其它领域中主要有那些应用?7. 我国的气象卫星分为那两大类？FY-1和FY-2卫星有那些主要特点？中国气象卫星观测体系有那几部分组成？卫星观测仪器的主要性能和用途有那些？8. 美国气象卫星有那几类？业务卫星

2、已有几代？每一代卫星较前一代卫星的改进主要有那些？9. TRMM卫星携带有那些仪器？主要功能有那些？10. 什么是地球观测系统？它的目标和任务有那些？11. 陆地卫星、海洋卫星的主要观测目的有那些？它主有那几种观测仪器？ 第二章1开普勒三定律主要的内容有那些？它主要说明那三个问题？卫星轨道形状有那几种？卫星的周期主要决定于什么？卫星的速度主要取决于什么？2. 在天球坐标系中卫星的轨道参数有那些？什么是近地点角和平均近点角？什么是真近地点角和偏近地点角？星下点？轨道数？升交点？截距及其轨道升交点的计算？前进轨道和后退轨道？其主要表示轨道的什么特性？3. 如何确定卫星在空间中的位置？4. 什么是卫

3、星轨道的摄动？引起卫星轨道摄动的原因有那些？它使卫星的那些轨道参数发生改变？5. 什么是卫星轨道平面的进动？它决定于那些因素？6. 试证明：Vmin :Vmax = (1- e ) (1 + e )7. 为什么卫星受地球大气阻力的作用使轨道半径减小？且轨道越来越圆？为什么卫星受摩擦阻力越大，卫星的速度却越来越大？8. 我国第一颗人造卫星的近地点为439km，远地点为2384km，试求卫星轨道的偏心率，近地点和远地点的速度？卫星的周期和卫星的轨道方程？9. 若人造卫星发射到300km高空，以8km/s的速度沿与矢径垂直方向运动，试计算远地点速度、长短半轴、偏心率和周期？10. 什么是准极地太阳同

4、步卫星轨道？它是如何实现的？主要的优点和缺点有那些？11. 什么是静止卫星轨道？它是如何实现的？主要的优点和缺点有那些？12. 若在30o上空向正东水平方向发射一颗卫星，试问卫星的倾角是多少？13. 若卫星的倾角为180o，试问卫星每隔6小时、8 小时观测同一地点的卫星高度和速度为多少？14. 我国风云1号卫星为高度900km的圆形太阳同步轨道，试求卫星的周期和截距？卫星轨道的倾角是多少？15.若风云1号卫星第n条卫星轨道的升交点经度为17 o E或175 o W，升交点时间为世界时13时20分，试求第n条卫星轨道降交点的时间和经度？第n+1条卫星轨道升交点时间和经度？地方时间是多少？16.若

5、气象卫星的高度为h，地球半径为ae，试证明卫星仪器对地球张的立体角为2p-（aeh+h2）1/2/（ae+h）17.试求FY-1和FY2卫星对地球所张的立体角？18. 什么是卫星蚀？静止卫星轨道漂移的原因那些？如何克服卫星在轨道上的漂移？19. 试述极轨卫星和静止卫星的发射过程？20. 什么是卫星的姿态？实现稳定的卫星姿态的方法有那些？它是如何实现的？21. 卫星星体的形状与那些因素有关？为什么自旋稳定的卫星星体呈圆柱形？重力梯度稳定的卫星的形状是什么样子?三轴定向稳定卫星形状又是什么样子?它与能量间的关系如何?第三章1.电磁波谱主要由那些波段组成,这些波段的范围是多少?它遥感中的作用是什么?

6、2.试求波长l =0.5mm，1.0mm,5mm,10mm,15mm的频率和波数?3.试问等式Bf(T)= Bl(T)= Bn(T)是否成立?为什么?4.卫星上的红外扫描辐射仪测量地表10mm大气窗区发射的红外辐射,假定卫星和地表之间大气效应忽略不计,问当在波长10mm处观测到的辐亮度为0.98´104尔格/秒/厘米2/微米/球面度时，地表的温度是多少？5.温度为15OC的黑钵地面在所有频率发射辐射，试求它在0.7mm，1000cm-1，和331.4GHz处发出的辐亮度是多少?6.一束平行辐射以铅直方向交60O角入射, 并通过100米厚的气层，吸收气体的平均密度为0.1千克×

7、;米-3，该气层对波长l1，l2，l3 的辐射的吸收系数分别为10-3，10-1，1米2×千克-110mm，试求该气层对这三波长的光学厚度t，透过率和吸收率？7.考虑温度为T的等温无散射大气，地表温度为TS，试求光学厚度为t的大气顶处射出的通量密度表达式？8.若假定地表为黑体，大气散射可以略去，又如果大气温度T和地面相同，试求大气顶发出的辐射，且问大气是否为黑体？9.若有一块云层为黑体，其云顶和云底温度分别为Tt和Tb，试写出地对空和空对地的遥感方程？10.试用气压对数压力坐标z= ln (Pm / P )表达红外辐射传输方程，假如吸收系数不随高度变化，试证此时的权重函数为 K( n

8、, z ) = P / Pm exp( - P / Pm )11. 考虑大气中从气压P1 / P2（P1 > P2）到之间的吸收气体，假定温度变化略略不计，吸收气体混合比q为常数，则证明 a) P1 到 P2（P1 > P2）之间的吸收气体含量为 u = q（P1 - P2）/ gb)Dnn = 1-12. 若卫星在大气窗区观测视场内有云，云量为，不计大气效应，地表和云为黑体，则卫星测量到的辐射率为Ll = NCBl (TC) + (1-NC) Bl (TS)式中TS和TC分别为地面和云顶温度，设有个窗区l 1=3.7mm，l 2 =11mm，且令TC = 260K，TS = 30

9、0K, NC = 0.5, 试求出这两个通道的亮温，那个通道受云的影响大？13. 在无云的夜间，卫星在窗区测到的辐射为 Ll = els Bl (TS)若地面温度TS = 300K，地面发射率为els= 0.5，试求出这两个通道的亮温，那个通道受地面发射率的影响大？14. 卫星用3.7mm和11mm窗区测量地面温度为300K的地表，则辐射率的测量的准确度为百分之几时，温度的测量精度才能达到1K？（提示：由Ll = Bl (T)，计算d Ll / Ll, 令dT = 1K, TS = 300K）15. 如果卫星观测到的红外辐射传输方程为Ll = Bl (TS)l S + Bl (T(z)dl利用

10、中值定理写为 Ll = Bl (TS)l S + Bl (T) (1 -l S) 式中T=T(z) 为大气的有效辐射温度，若T = 270K，l S = 0.8,TS = 300K试求出3.7mm和11mm亮度温度？那个通道受水汽影响大？16. 卫星在红外大气窗区测量到的地表温度为TS，在CO2的l 1通道测量的辐射率为Ll1，则卫星在波长测到的大气辐射为多少?17. 若地球大气系统的反照率为A，大气的反照率为Aa,地面反照率为AS，证明A = Aa +式中和分别为入射和反射的透射函数18. 假如大气中有云量为的云层，和分别为云层以上和以下大气的透过率，为地面反照率，证明A）到达地面的太阳辐射

11、通量密度为式中为入射大气顶的太阳辐照度，为云层反照率。B）行星反照率为C）若试求时的行星反照率19. 若为地面反射率、云层的方向反射率和透射率，在各向同性情况下，云的漫反射率和漫反照率、漫透射率为20. 试述在表植被的光谱特性，若卫星在不同的下垫面情况下测量的CH1和CH2，的值如下表植被稠密植被适中植被稀少裸露土壤云水CH10.050.0800.1000.2690.2270.022CH20.01500.1100.1200.2830.2280.013试计算以下参数（1）（2）（3）第四章1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.8.9.10.11.22.13.14.15.16.17.18.19.

12、20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.第五章1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.8.9.10.11.22.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.第六章1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.8.9.10.11.22.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.第七章1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.8.9.10.11.22.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.第八章1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.8.9.10.11.22.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.第九章1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.8.9.10.11.22.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22