卫星图像产品的识别与应用课件

卫星图像产品的识别与应用卫星图像产品的识别与应用1教学内容气象卫星简介卫星探测基本原理

卫星图像的识别

卫星图像产品的应用教学思考题教学内容气象卫星简介2教学目标了解气象卫星图像的探测原理熟悉一些重要天气系统的云型特征掌握气象卫星图像的应用教学目标了解气象卫星图像的探测原理3教学重点与教学难点教学重点：卫星图像探测原理卫星图像识别方法一些重要系统的云型特征教学难点：卫星资料在对流天气分析中的应用水汽图像的应用

教学重点与教学难点教学重点：4第一节气象卫星简介气象卫星观测内容

气象卫星的应用领域气象卫星的种类及特点全球气象卫星观测系统第一节气象卫星简介气象卫星观测内容5气象卫星气象卫星是携带各种大气遥感探测仪器，从空间对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星。气象卫星携带的气象遥感器能够接收和测量来自地球及其大气的可见光、红外与微波辐射，并将它们转换成电信号传送到地面。地面接收站再把电信号复原绘出各种云层、地表和洋面图片，进一步处理后就可以发现天气变化的趋势。世界上第一颗气象卫星于1960年4月1日发射成功气象卫星气象卫星是携带各种大气遥感探测仪器，从空间对地球及其6气象卫星主要观测内容①卫星云图的拍摄。②云顶温度、云顶状况、云量和云内凝结物相位的观测③陆地表面状况的观测，如冰雪和风沙，以及海洋表面状况的观测，如海洋表面温度、海冰和洋流等。④大气中水汽总量、湿度分布、降水区和降水量的分布⑤大气中臭氧的含量及其分布。⑥太阳的入射辐射、地气体系对太阳辐射的总反射率以及地气体系向太空的红外辐射。⑦空间环境状况的监测，如太阳发射的质子、a粒子和电子的通量密度。

气象卫星主要观测内容①卫星云图的拍摄。7气象卫星的应用领域卫星云图的出现，扩大了我们的视野。通过卫星的监测，能在短时间内获得海洋以及其它资料稀少地区的气象信息。气象卫星具有视野开阔、观测范围广、观测时次多等优点，在识别与跟踪中尺度天气系统方面特别有用。

卫星云图成为监视台风和预报台风移动路径的十分有效的工具，特别是台风定位已经离不开卫星云图在全球变化的研究中，可以监测植被的覆盖情况、地壳构造的变化、地形下沉、火山喷发、海洋环流异常与ElNino事件等，亦可以监测大气中的臭氧以及大气环境的变化。卫星资料应用还发展到农业、森林火灾、洪水灾情、环境监测等领域。气象卫星的应用领域卫星云图的出现，扩大了我们的视野。通过8气象卫星的种类及特点

（1）近极地太阳同步轨道卫星（又称极轨气象卫星）：极轨气象卫星的轨道平面和太阳光线始终保持固定的交角。卫星的轨道接近圆形，飞行高度约为600～1500公里，卫星倾角（轨道平面和地球的赤道平面的夹角）约为81°～103°，这种卫星每天差不多在固定的时间经过同一地区两次。每隔12小时左右可以获得一次全球的气象资料。美国、中国、印度和俄罗斯拥有极轨气象卫星气象卫星的种类及特点（1）近极地太阳同步轨道卫星（又称极轨9

太阳同步轨道卫星的优缺点： 优点： （1）轨道近似圆形，轨道预告、接收和资料定位方便 （2）有利于资料处理和使用； （3）全球观测； （4）在观测时有合适的照明，可以得到较充分的太阳能 缺点： （1）对同一地点观测的时间间隔太长； （2）不利对中小尺度天气系统的监测； （3）相邻两条轨道的观测资料不是同一时刻，利用不利 太阳同步轨道卫星的优缺点：10（2）地球同步气象卫星，又称静止气象卫星地球同步气象卫星的运行高度约为35800公里,其轨道平面和地球的赤道平面重合，运行周期和地球自转周期相等。从地球上看,卫星静止在赤道某经度上空,所以又称为静止卫星。静止卫星的有效观测视野为南纬50°至北纬50°，经度跨距约100°的近圆形范围。这种卫星在不到30分钟的时间内就可对其视野范围内的大气进行一次观测。所以地球同步卫星有利于监视变化快和生命史短的天气系统，如台风、强风暴（见雷暴）等。（2）地球同步气象卫星，又称静止气象卫星11

地球同步轨道卫星的优缺点优点： （1）高度高，视野广； （2）对同一地区连续观测； （3）监视中小尺度天气系统； （4）圆轨道，定位、处理、接收方便。缺点： （1）不能观测两极； （2）高度高，精度难提高。如果把这两种卫星配合起来，互相补充，就可以组成比较完善的全球空间气象观测系统。 地球同步轨道卫星的优缺点12目前，日本GMS系列静止气象卫星、俄罗斯的GOMES卫星、欧盟METEOSAT-3卫星、印度的INSAT以及美国的两颗静止卫星(GOES-E和GOES-W)共6颗卫星组成了地球静止气象卫星监测网。它们分别位于全球赤道东经140度、东经76度、西经75度、东经74度、西经75度、西经135度上空。另外，还有三颗极轨卫星(2颗美国NOAA卫星，1颗俄罗斯METEO卫星)，这些卫星每天实时监视大气天气系统的运动和变化。全球气象卫星观测系统目前，日本GMS系列静止气象卫星、俄罗斯的GOMES卫星、欧13中国也先后成功地发射了6颗气象卫星（3颗风云－1和3颗风云－2）。依靠这些卫星，中国建立了自己的卫星天气预报和监测系统。风云－1是一种极地轨道气象卫星。星上装有若干个高分辨率扫描辐射计。包括4个可见频道和1个红外频道。风云－2是一种静止气象卫星。星上装有多频道扫描辐射计。包括1个可见波段、1个红外波段和1个水汽波段。载荷包括S频段传输和云图预报转发器，UFH/S频段数据采集转发器和空间环境监测设备。中国也先后成功地发射了6颗气象卫星（3颗风云－1和3颗风云－14 全球气象卫星观测系统

全球气象卫星观测系统

15第二节卫星探测基本原理及图像类别卫星图像类别可见光图像探测原理及其特征红外图像探测原理及其特征水汽图像探测原理及其特征第二节卫星探测基本原理及图像类别卫星图像类别16卫星图像类别

目前在业务上常用以下几种图像产品：可见光图像（VIS），它是可见光和近红外波段太阳光反射辐射的图像（波长0.4－1.1µm）；红外图像（IR），它是地气系统在热红外波段发射的图像（波长10－12µm）；水汽图像（WV），它是水汽发射辐射的图像（波长6－7µm）；以及通道3图像（3.7µm），它是太阳和地气系统重叠区辐射的图像，有时称这一波段为近红外卫星图像类别目前在业务上常用以下几种图像产品：17可见光图像探测原理及其特征

卫星在可见光谱段测量来自地面、云面反射的太阳辐射，并将卫星接收的这种辐射转换为图象称为可见光云图。卫星在可见光谱段选用的波长间隔有：0.52～0.75μm和0.58～0.68μm。可见光图像测量的是反射的太阳光，当它用黑白方式显示时，较黑的色调代表低的亮度（即低的反射辐射强度）；较亮的色调代表高的亮度。卫星在可见光波段接收辐射与物体的反照率和太阳的天顶角有关，若太阳天顶角越小，物体的反照率越大，则卫星接收到的辐射越大，反之则越小。可见光图像探测原理及其特征卫星在可见光谱段测量来自地面、云18在可见光云图上，物体反照率越大，色调越白；反照率越小，色调越暗。通常云层越厚，反照率越大，色调也越白。而水面，象湖泊、海洋的反照率很小，表现为黑色；陆地反照率比海洋略大，表现为灰色；而潮湿或森林覆盖的地区表现为灰暗的色调。在电视显示的卫星云图上，地表和海洋常用绿色和蓝色表示。可见光云图是窗区图像。（有一些光谱区域，在那里所有的气体的吸收都很弱，大气几乎是透明的，我们称这些区域为“窗区”。）可见光云图只有白天才有。在可见光云图上，物体反照率越大，色调越白；反照率越小，色调越19红外云图与可见光云图的比较可见光云图黑I深灰灰淡灰白宇宙空间消失中的卷云砧密卷云、卷层云、高山积雪卷云砧，极地冰雪白高层云（薄）纤维状卷云高层云（厚）浓积云淡灰高山森林西藏高原纤维状卷云晴天积云卷层云（薄）层云（厚）雾（厚）灰冷海洋晴天积云沙漠（夜间）层积云深灰暖海洋沙漠（白）黑红外云图红外云图与可见光云图的比较可见光云20

红外图像IR探测原理及其特征卫星在10.5～12.5微米通道测量来自地表和云面发射的红外辐射，并将这种辐射以图象表示就是红外云图。红外云图上的色调决定于物体自身的温度.物体温度越高，发射的辐射越大，色调越暗;反之,越白.红外云图是一张温度分布图。由于大气有吸收及物体发射率不完全为1，卫星接收到的红外辐射要比实际表面温度发射的黑体辐射要小，故严格地说，红外云图是一张亮度温度分布图。

红外图像IR探测原理及其特征卫星在10.5～12.5微米通21在红外云图上云顶高而厚的云，其温度低呈白的色调。低云的云顶温度较高，呈现较暗的色调，与地面相近。由于各类云的云顶温度的差异较大，故在红外云图上可以识别各种高度的云。此外，地表的温度随季节、纬度、海陆分布及其本身的热惯量而不同，所以在红外云图上的色调亦不同。在电视显示的红外云图上，地表以绿色表示，以与云相区分开。红外云图也是窗区图像。在红外云图上云顶高而厚的云，其温度低呈白的色调。低云的云顶温22水汽图像探测原理及其特征卫星选用6.7μm水汽吸收谱段接收大气中水汽发射的辐射，并以图像表示便得到水汽云图。卫星接收到的辐射主要决定于水汽含量。大气中水汽含量越多，发射的辐射越小；水汽含量越少，大气低层的辐射越可以透过水汽层到达卫星，则卫星接收的辐射越大。与窗区红外图像一样，在水汽图像上亮温越低，色调越白，表示水汽越多；亮温越高，色调越黑，表示水汽越少。水汽图像探测原理及其特征卫星选用6.7μm水汽吸收谱段接收大23水汽图像也是红外波段的图像，但它是吸收带波段的图像。在6.7μm这一波段，水汽一面接收来自下面的辐射，又以自身较低的温度发射红外辐射。在一般的潮湿大气中，卫星所接收到的大部分水汽通道（6.7μm）辐射来自于300－600hpa气层中。但在干燥大气中，有些辐射也许会来自低达800hpa的大气低层。故水汽图像不能提供大气整层水汽含量的信息，只能探测到对流层中上层的水汽，700hpa以下的水汽是看不到的水汽图像也是红外波段的图像，但它是吸收带波段的图像。24第三节卫星图像的识别卫星云图上识别云的判据

卫星云图上常见的天气尺度云系一些重要天气系统的云型特征

第三节卫星图像的识别卫星云图上识别云的判据25卫星云图上识别云的判据在卫星云图上识别云的判据主要有六个：（1）结构型式：是指不同明暗程度物象点的分布式样，如带状、涡旋状、细胞状和波状等。（2）范围大小：是指云系的分布尺度，由云系尺度可以推断形成云的物理过程，尺度小的云系常与中小尺度天气系统相关；尺度大的则与大尺度的天气系统联系。（3）边界形状：不同类型的云，边界不尽相同。云的边界形状有直线的、圆形的、环形的、气旋性弯曲的、反气旋性弯曲的等。卫星云图上识别云的判据在卫星云图上识别云的判据主要26（4）色调：是指物象的亮度。可见光云图上云的色调与云厚、云面光滑程度和云的成分有关。红外云图上则与云顶温度相关。水汽图像上色调则取决于水汽含量。（5）暗影：是指在可见光云图上，在一定太阳高度角下，高的云在低的目标物上的投影。（6）纹理：用来表示云顶表面粗糙程度的。如层云（雾）云顶表面均匀、光滑；而积云浓积云表面多起伏、不均匀。卷云的纹理呈纤维状。（4）色调：是指物象的亮度。可见光云图上云的色调与云厚、云27卫星云图上常见的天气尺度云系带状云系：指长宽之比至少为4：1的连续云区，它由多层云系组成。宽度大于1纬距的称云带，小于1纬距的为云线。急流、锋面、赤道辐合带都表现为带状云系。

涡旋云系：指一条或几条云带按螺旋状旋向一个共同的中心，这种云系与大尺度涡旋相联系。一条发展完好的温带螺旋型云带常常与一条锋面相联系。台风、热带低压、高空冷涡都表现为涡旋云系。

卫星云图上常见的天气尺度云系带状云系：指长宽之比至少为28冷锋云带冷锋云带29卫星图像产品的识别与应用课件30细胞状云系：冷空气到达暖而湿的表面，受下垫面的加热产生对流，形成细胞状结构的对流云系。细胞的直径仅几十公里，它分为开口和闭合两种。开口细胞状云系中间无云，四周有云，呈指环状或U字形，主要为浓积云，一般出现于低压周围的气旋性环流内。闭合细胞状云系中间有云，四周无云，呈球状，主要是层积云，一般出现在高压东南象限内。细胞状云系：冷空气到达暖而湿的表面，受下垫面的加热产生31细胞状云系细胞状云系32云团：云团是产生暴雨和强对流天气的一种重要的中尺度系统。云团是由多个大小不等的积雨云单体或积状云与层状云混合体组成，它们顶部的卷云粘连成一片，表现为密实的白色云区。其尺度相差很大，小的不到一个纬距，大的可达7个纬距以上。许多热带系统都与它有关，它占热带地区面积的20%。云团：云团是产生暴雨和强对流天气的一种重要的中尺度系统。云团33卫星图像产品的识别与应用课件34卫星图像产品的识别与应用课件35斜压叶状云系：一种与高空槽前斜压区相联系，状如植物叶子的云系，这种云系与西风带中的锋生区或气旋生成有关，在红外云图上表现最清楚。斜压叶云系表现为一条较宽的云带，它的后（北）边界光滑整齐，呈现“S”形，其T处向北凸起，呈反气旋弯曲，“S”处向南凹，呈气旋性弯曲；斜压叶云系西界W处有“V”字型缺口，这种缺口是由于西北急流侵入云系的西边界形成的。斜压叶云系的东半部主要以卷云为主，越往西云顶高度降低，色调变暗。在云区西端的“V”字缺口北侧以中低云为主，南侧以低云为主。

斜压叶状云系：一种与高空槽前斜压区相联系，状如植物叶子的云系36卫星图像产品的识别与应用课件37逗点云系：一种形如标点符号中“，”的云系，它是涡旋云系的一种。它的形成可以解释为大气闭合环流迭加于一云区，由于闭合环流的作用，在环流中心之南（晴空区）偏西气流侵入云区，而在环流中心以北，云随气流由云区向西平流，最后形成逗点状云系，这时低压中心与最大正涡度中心重合。如果逗点云系是移动的，则云系发生变形，涡度中心偏于低压中心的前方。（动画演示）逗点云系常出现在等涡度线与等高线相交的正涡度平流区域内，所以也称为正涡度平流云系。逗点云系：一种形如标点符号中“，”的云系，它是涡旋云系的一38逗点云系形成和发展演变模型图逗点云系形成和发展演变模型图39初生的逗点云系（图示），由“S”形的后边界、头部、尾部和干舌区组成。成熟的逗点云系（图示），表现成一个大尺度的逗点云，由斜压叶云系、涡度逗点云和变形云带三部分组成两种主要逗点云系模型图初生的逗点云系（图示），由“S”形的后边界、头部、尾部和干舌40一些重要天气系统的云型特征冷锋云系：冷锋云系表现为长达千余公里，气旋性弯曲的云带，它常与涡旋云系连结。其分为活跃和不活跃两类：活跃冷锋位于500hPa槽前，走向与对流层中层气流一致，云系连续稠密，由多层云组成；不活跃冷锋位于500hPa槽后，云带与高空气流垂直，云系断裂不完整，以中低云系为主。冷锋云系的长度和宽度相差很大，这决定大气运动尺度、锋面坡度和水汽条件。一些重要天气系统的云型特征冷锋云系：冷锋云系表现为长达千余41卫星图像产品的识别与应用课件42暖锋云系：表现为3百到5百公里宽，几百公里长，长宽之比很小，向冷空气一侧凸起的卷云覆盖区，云系以多层云为主，卷云下还有大量的中低云，色调明亮。静止锋云系：表现为一条没有气旋性或反气旋性曲率的宽云带。边界不规则，云区内云的分布不均匀，有时开裂；有时稠密。锢囚锋云系：表现为一条宽几百公里较白亮的螺旋云带，其中心与气旋环流中心相重合。由于云带后部冷空气侵入，其后界整齐光滑，并伴有干舌（无云区或少云区），云带的前边界参差不齐。暖锋云系：表现为3百到5百公里宽，几百公里长，长宽之比很小，43高空槽云系：中高云，带、盾、片状，槽线在云区后界，脊在前界高空槽云系：中高云，带、盾、片状，槽线在云区后界，脊在前界44温带气旋云系：完整的温带气旋伴有冷、暖、锢囚锋云带，具有三种锋面的共有特征。

（1）波动阶段：锋面云带变宽，向冷区凸起，色调变白，中高云加多。（2）发展阶段：锋面云带隆起部分更明显，中高云后界开始向云内凹。（3）成熟阶段：云系后部有明显干舌，螺旋结构明显，云带伸至涡旋中心。（4）锢囚阶段：干舌伸到气旋中心，螺旋云带围绕中心旋转一周以上，高低空环流中心与云系涡旋中心重合。温带气旋云系：完整的温带气旋伴有冷、暖、锢囚锋云带，具有三种45卫星图像产品的识别与应用课件46完整的温带气旋云系

冷暖锋锢囚锋锋完整的温带气旋云系冷暖锋锢囚47高空冷涡云系：圆形、逗点状或半月形云区，云系分布不均，涡区及其附近常有造成强对流天气的对流云发展高空冷涡云系：圆形、逗点状或半月形云区，云系分布不均，涡区48急流云系：表现为左界光滑整齐，与急流轴平行的卷云区。急流呈反气旋弯曲时，云系稠密，急流呈气旋性弯曲处云系稀少或无云。在可见光云图上，急流云系左界有明显的阴影，而且暗影呈现反气旋弯曲的线状。急流云系：表现为左界光滑整齐，与急流轴平行的卷云区。急流呈反49台风云系：在卫星云图上，台风由台风眼、中心稠密云区和螺旋云带组成。台风眼分成大眼、小眼、圆眼和不规则形状眼，它可以位于台风云区中心，也可位于台风云区边缘。中心稠密云区边界越光滑，云型越圆，尺度越大，越稠密，台风强度越大。台风云带越宽，环绕台风中心的圈数越多，强度越大。台风云系：在卫星云图上，台风由台风眼、中心稠密云区和螺旋云带50卫星图像产品的识别与应用课件51 切变线云系：呈带状，为中低云、积云江淮切变线云系 切变线云系：呈带状，为中低云、积云江淮切变线云系52热带辐合带云系（ITCZ）在卫星云图上的低纬地区，在热带辐合带（ITCZ）的位置上表现为一条东西走向的云带，其上有强烈的积雨云活动。

有时云带很窄（只有2－3个纬距），但云区连续且长达数千千米；有时它的云带断裂成为一个个大云团，其直径可达5－10个纬距，其中有些表现为涡旋云系。这种扰动云系一般自东向西移动，西太平洋上的大多数台风就是由它们发展起来的。ITCZ包括季风槽和信风槽两种。季风槽由西南季风和偏东信风汇合而成，槽中风速小，扰动较为活跃，

信风槽是由东北信风和东南信风汇合而成，表现为一条辐合渐近线云带，内嵌的扰动不太活跃

热带辐合带云系（ITCZ）53热带辐合带云系热带辐合带云系54东风波云系：常表现为倒V形、逗点状涡旋、积云团。夏季在西北太平洋上，当副热带高压脊线位于30°N－35°N时，在其南侧的东风气流中，有时可以看到东风波云系。它通常向西南方向进入我国南海东北部，有时影响我国闽南和广东沿海，造成暴雨或大暴雨天气。较强的东风波具有较为完整的螺旋云系，而弱的东风波则表现为一团小范围的云区。东风波云系：常表现为倒V形、逗点状涡旋、积云团。55第四节卫星图像产品的应用估计热带气旋的强度和移动对流天气分析估计降水量第四节卫星图像产品的应用估计热带气旋的强度和移动56思路：设想热带气旋中心眼区的有、无，眼区范围大小、形状、眼区温度；中心稠密云区范围大小，云顶温度；螺旋云带有无、多少，云带顶温度；螺旋云带环绕中心稠密云区的程度能表示热带气旋发展的强度，利用历史资料分析，统计给出各种不同云系特征定量指数，再用历史资料建立计算TS指数与热带气旋强度之间的统计方程和查算表估计热带气旋强度。

热带气旋强度估计思路：设想热带气旋中心眼区的有、无，眼区范围大小、形状、眼区57热带气旋强度估计方法方法：TS=TA+TB+TC+TD

TA：

热带气旋环流中心（CSC）指数TB：热带气旋中心稠密云区（CDO）指数TC：环绕热带气旋的螺旋云带指数TD：热带气旋云带环绕环流中心紧密度指数热带气旋强度估计方法方法：TS=TA+TB+TC58①热带气旋环流中心（CSC）特征指数TA的计算

TA=TA1+

TA2

当热带气旋没有眼时利用热带气旋环流中心相对热带气旋中心稠密云区的位置计算TA，即TA=TA1；有眼时，计算眼的指数TA=

TA2，TA2=TA2S+

TA2D+

TA2T，式中TA2S是眼的形状指数，TA2D是眼的大小指数，TA2T是眼区温度指数。

CSC相对于强对流稠密云区的位置指数TA1CSC在强对流稠密云区之外1.0CSC在强对流稠密云区边沿1.5CSC在强对流稠密云区之内（距云区边沿1.0纬距）2.8CSC在强对流稠密云区之内（距云区边沿1.0纬距）4.0CSC在强对流稠密云区中心4.5表7-1热带气旋环流中心特征指数TA1①热带气旋环流中心（CSC）特征指数TA的计算59表7-2热带气旋眼特征指数TA2眼形状指数TA2S眼区直径（latNo）指数TA2D眼区温度（c）指数TA2T螺旋眼3.00.0—0.31.0>202.2不规则3.50.4—0.70.520—122.0圆眼4.0>0.70.211—51.8TA2=TA2S+

TA2D+

TA2T4—-321.5-33—-451.0-45—-560.7-57—-740.4表7-2热带气旋眼特征指数TA2眼形状指数TA2S眼区直60②热带气旋中心稠密云区（CDO）特征指数TB的计算

TB=TB1+

TB2式中TB1是CDO云区云顶的最低温度指数，TB2是CDO云区面积指数。当热带气旋没有中心稠密云区时，TB=0。表7-3热带气旋中心稠密云区（CDO）特征指数TB

CDO云顶的最低温度（c）指数TB1CDO的面积（latNo）面积TB2-45—-561.01—50.5-57—-731.56—100.8-74—-802.011—151.2-812.516—201.5

TB=TB1+

TB2>202.0②热带气旋中心稠密云区（CDO）特征指数TB的计算表7-361③热带气旋螺旋云带特征指数TB的计算

TC=TC1+

TC2式中TC1是螺旋云带云顶的最低温度指数，TB2是螺旋云带数指数。

表7-4热带气旋螺旋云带特征指数TB螺旋云带云顶的最低温度（c）指数TC1螺旋云带数（圈）指数TB2-33—-451.011.0-45—-561.521.5-57—-732.032.0-74—-802.542.5-813.0环流中心有强对流稠密云带3.5TC=TC1+

TC2③热带气旋螺旋云带特征指数TB的计算表7-4热带气旋螺62⑤计算总TS指数和估计热带气旋强度求TS=TA+

TB+

TC+

TD，根据历史资料建立计算TS指数与热带气旋强度之间的统计方程和查算表：

VMAX=-36.1002+6.0558TS④热带气旋云带环绕环流中心紧密度特征指数TD的计算

TD是热带气旋云带环绕环流中心结构的指数表7-5热带气旋紧密度特征指数TD螺旋云带数（圈）0.51.01.52.02.53.0指数TD0.51.01.52.02.53.0⑤计算总TS指数和估计热带气旋强度④热带气旋云带环绕环流63表7-6最大风速与最低海平面气压的关系最大风速（m/s）

最低海海平面气压（hpa）（0—14N）

最低海海平面气压（hpa）(15—25N)最低海海平面气压（hpa）(25

N）151000100099920995994993259889879863098198097935974972970409659639614595795495150947944940559379339296092792291765916911904709058998917589388697780881873863858698608499085684683395842831818100829817802表7-6最大风速与最低海平面气压的关系最大风速（m/s64一般来说：热带气旋环流中心越靠近强对流稠密云区中心；眼区形状呈圆形，眼区直径越小；眼区温度越高；热带气旋中心稠密云区云顶的温度越低，面积越大；螺旋云带云顶的温度越低，圈数越多；热带气旋云带环绕环流中心圈数越多，结构越紧密，则热带气旋的强度越大。一般来说：热带气旋环流中心越靠近强对流稠密云区中心；眼区形状65

1、西行类

2、西北行

3、北上类

4、东北类

热带气旋移动估计热带气旋的移动受到环境云场的影响和自身与云形特征的制约，当二者不一致时，应考虑自身与云形特征预报未来的移动方向和位置。

环境云场对热带气旋的影响13—20WJ

12—15JJ·西东大于10WJ10个

15—20WJ6—11WJ6—13WJ（PJ8.8WJ）

6—10WJ

GG

1、西行类2、西北行3、北上66依据热带气旋自身云系特征预报其移动的经验规则：①向其长轴方向移动；②向其云区强稠密云区方向移动；③呈“9”字型的热带气旋西行；④呈“6”字型的热带气旋北上或转向；⑤由热带气旋云区长轴的旋转判断其移向。依据热带气旋自身云系特征预报其移动的经验规则：67对流天气分析

以下的一些基本观测事实值得在工作中注意：

对流云以团状为特征，团状的直径可以大到数十千米；如果红外图像中是冷云顶，可见光图像又很明亮，说明有深对流；在红外和可见光图像上比较小的对流单体和比较大的对流云罩上风方都会有非常清晰的边界；卷云从最活跃的对流区向下风方延伸，形成弥散的云砧；较大的云罩指示着有积雨云的复合体存在，即所谓的中尺度对流系统（MCS），它们经常与暴雨、冰雹、闪电、破坏性强风或龙卷等强天气有关；对流云罩的形状与风有关，可以形成飑线一样的线状结构，也可以呈现出卵状或逗点状。对流天气分析以下的一些基本观测事实值得在工作中注意：对流68用卫星云图发现的中尺度天气系统的云系有：（1）飑线云系，（2）中尺度高压雷暴云团，（3）局地热力对流云系等等。对临时预报相对重要的中尺度天气现象包括：（1）午后发展成雷暴的早晨云覆盖效应。（2）弧状云线与对流尺度间相互影响的过程。（3）雾和层云蚀损特性。（4）强效应局地尺度的不均匀加热机制，如：海陆、湖泊和河流与沿岸的边界，会引起雷暴发展。（5）中尺度对流复合体系统。（6）极地低压的优势。（7）逗点云特征。（8）引起暴洪的中尺度对流系统等等。用卫星云图发现的中尺度天气系统的云系有：69

根据天气学的概念，大气中对流云单体常常会排列组成一条狭长的带状，相应的地面天气图上，有一条风向急转带，在这条带上，天气现象很类似孤立的局部雷雨，但要比雷雨严重得多，有时伴有冰雹和大风等剧烈天气。长期以来，气象工作者把这条风的不连续带就称为飑线。在卫星云图上，飑线通常表现成一条由积雨云组成的强对流云带。由于积雨云群的相互合并，飑线云带常常表现非常明亮。飑线云带云顶向上伸展很高，多达10公里以上，最高可达18公里左右。由于组成飑线云带的每一积雨云团发展情况不一致，因而飑线云带的云顶高度不一，飑线►►►►►►图8-1飑线云系飑线云系根据天气学的概念，大气中对流云单体常常会排列组成一条狭70云带的云顶表现成皱纹的结构。卷云砧向飑线云带的下风方向伸展，有时卷云砧可以向下风方向伸展很远，使飑线下风方向一侧的边界变得模糊不清楚，而在飑线云带的上风方向一侧边界光滑，陡峭。在可见光云图上能清楚地看到发展旺盛的积雨云塔在背光一侧投下的暗影。在卫星云图上，飑线云系如果表现成头部大，尾部越来越变细的形状，这种飑线云系发展得很激烈。通常飑线云系越往南变得越窄，这是因为在飑线的最南部分是最有利于新的雷暴生成，在这个部位的雷暴都是一些小而没有成熟的对流，而在飑线云系的北段的头部是成熟而要衰老的雷暴。图8-1是飑线云系的示意图。在卫星云图上，常见的飑线云系有以下几种，它们的生成方式和云型和特征有一定的差异。云带的云顶表现成皱纹的结构。卷云砧向飑线云带的下风方向伸展，711.锋前飑线云系出现在冷锋云带前部暖空气团中的飑线云系（8-2示意图），如1979年6月8日14时出现在东北平原东部的飑线云系。锋前飑线云系与冷锋云带一般相距50—200公里不等，二者之间是晴空或少云区。在卫星云图上这种飑线云系有几种不同的表现。其一是表现成与冷锋相距50—200公里的片状明亮云区，明亮的云区位置在地面飑线的前方。其二是表现成一条明亮而狭窄的细积雨云云线，走向与冷锋云带平行，狭窄的积雨云云线与地面飑线位置完全一致。1.锋前飑线云系72►►►►►►►►►►►►锋前飑线►►►►►►锋面飑线锋后飑线图8-2锋面飑线示意图►►►►►►►►►►►►锋前飑线►►►►►732.锋后飑线云系出现在冷锋云带后部冷气团中的飑线云系（8-2示意图）。通常出现在锋面气旋涡旋云系向南伸展的冷锋云带之后，成带状，与冷锋云带平行，有的北端与锋面涡旋云区连接，有的不连接。出现在单独的冷锋云带后面的强对流云系也称锋后飑线云系。锋后飑线云系一般宽50—200公里左右，有时也仅表现为一条窄的对流云线，与冷锋云带之间有100—200公里宽的晴空间隔。在初夏，华北地区冷涡下伸，发展成气旋后，在气旋云区后部的西北气流中不断有飑线生成，象一条副冷锋云带一样从气旋中心云区的外围向东移，并与前面的冷锋云带近于平行。这种飑线云带可以有几条并存。1980年7月14日17—20时出现在陕西—山西—河北地区的飑线云系，是锋后飑线的例子。2.锋后飑线云系74

3.锋面飑线云系当一条冷锋云带在移动过程中，其尾部往往减弱较快，断裂成不连续的积状云或中低云带，在卫星云图分析中称之为不活跃冷锋云带，相应的天气现象也比较弱。但是在条件合适时，它又会重新发展，云系显著变明显，形成强烈发展的积雨云团，沿锋面排列、连接，形成一条沿锋面分布的飑线云带，产生猛烈的天气现象。1979年6月8日24时，苏皖地区的冰雹天气就是锋面飑线云带所产生的。锋面飑线云系也可以出现在锋面云带的云区中间，这些它可以以它独有的亮度和陡峭的边界从锋面云带中识别出来

3.锋面飑线云系75飑线和锋面飑线飑线和锋面飑线764.干线形成的飑线云系干线是暖而潮湿的海洋气团与暖而干燥的大陆气团的分界线，在干线上有明显的气流辐合。干线两侧气团温、湿差异很大，干线实际上是一条露点锋。干线可以好几天维持静止状态，在干线上也没有活跃的天气。在卫星云图上，可以有色调灰暗的中低云线表示干线的存在，或者是暗黑的晴空区和积状云区的分界也表示有干线存在。在一定的条件下，例如干线云带与其他云线相交，低空气流辐合加强，或高空辐散加强，它们都能触发雷暴沿着干线发展起来。当500百帕天气图上出现有利于对流发展系统时，如急流、冷中心移居干线上空等，干线演变成飑线的可能性最大。在卫星云图上，干线形成的飑线云系与锋面前后的飑线云系相似，亦为由积雨云组成的明亮带状云系。在干线云系与其它云线相交处，对流发展尤为强烈。4.干线形成的飑线云系775.台风飑线云系

在台风螺旋状云系的前方，离台风主体螺旋云区较远的地方（多在台风移动方向的右前方），常可以出现一些边界清楚，云体明亮大的强对流云单体，数个单体又排列成带，与台风云系的曲率趋于一致。这条云带移来时，相应地区出现强风暴雨天气时而也有冰雹、大风出现。台风云区以外的这种明亮云带称之台风飑线云系。8-3是台风飑线的示意图。图8-3台风飑线的示意图5.台风飑线云系图8-3台风飑线的示意图78中尺度对流复合体（MCC）

1、MCC的定义尺度标准： A：在增强红外云图上≦–32°C

冷云区面积≧105km2 B：在增强红外云图上≦–52°C冷云区面积≧5×104km2 初始时刻：要满足尺度标准A和B 持续时间：满足尺度标准A和B的时间要≧6小时 最大范围：≦–32°C冷云区面积达最大尺度 形状：椭圆形，最大尺度时的偏心率≧0.7 结束时：不满足尺度标准A和B中尺度对流复合体（MCC）

1、MCC的定义79

MCC生命史

(1)形成阶段：在小尺度地形、辐合区等有利地区产生一系列雷暴云单体，产生激烈强对流天气，在中层有冷空气卷入雷暴内，引起强烈下沉，在低层有中高压生成，下流冷空气在近地面从高压处向外流出。

(2)发展阶段：雷暴发展，在中层（700—400pha）有流入层出现，在地面附近，各雷暴高压流出气流在一起形成一个更大的中高压冷空气外流边界线，同时由于强烈的湿不稳定空气从低空流入，与冷高压冷外流边界线相互作用，引起低层辐合，产生强的对流单体，使得系统迅速发展。

(3)成熟阶段：低层潮湿不稳定空气的连续流入，湿层加厚，对流上升，潜热释放，暖心形成，风的垂直切变小，雷暴天气转为暴雨。在云图上呈现出圆或椭圆形明亮的大云区，在雷达回波图上可以看到多各对流体聚集在一起。

(4)消亡阶段：水汽供应切断，对流不子发展，中尺度组织结构被破坏，云形开始散乱，近地面层浅薄冷高压加强。 MCC生命史80有利于我国MCC形成和发展的天气形势概念模型

（取自方宗义，1995）有利于我国MCC形成和发展的天气形势概念模型

（取自方宗义，81应用卫星资料估计降水量

卫星云图上，与降水强度关系比较密切的因子主要有云的种类、云顶亮温（TBB）及其梯度、云顶面积的变化、不同对流单体云顶的合并、云的移速及环境场中的湿度状况等。应用卫星资料估计降水量的方法主要有微波遥感方法和图像资料方法两类。应用卫星资料估计降水量

卫星云图上，与降水强度关系比较密82微波遥感方法是根据不同大小的水滴和云含水量的不同的微波辐射特征差异，利用卫星和微波辐射计的被动遥感资料，计算云区不同部位的可降水量。这是一个有物理依据且很有前景的方法，但是目前受到探测器波段、分辨率和灵敏度技术指标等的限制，而且在资料处理中如何有效地排除背景场中辐射干扰等问题尚未解决，因此这种方法距实际应用还有一段距离。图像资料方法是指以卫星云图为依据，通过大量历史资料的统计分析，寻找不同种类的云系在可见光和红外云图上的特征与降水量的关系，然后将这种关系用于实际的降水估计中。图像资料方法中有云指数方法及云生命史方法两个分支方法微波遥感方法是根据不同大小的水滴和云含水量的不同的微波辐射特83教学思考题可见光云图上的色调代表什么含义？红外云图上的色调表示什么含义？红外云图如何区分云的高低？卫星图像的识别依据有哪些？冷锋云系有何特点？温带气旋云系有何特点？高空槽云系有何特点？对流云有哪些特征？什么是中尺度对流复合体（MCC）？卫星云图上与降水强度关系比较密切的因子主要有哪些?教学思考题可见光云图上的色调代表什么含义？84卫星图像产品的识别与应用卫星图像产品的识别与应用85教学内容气象卫星简介卫星探测基本原理

卫星图像的识别

卫星图像产品的应用教学思考题教学内容气象卫星简介86教学目标了解气象卫星图像的探测原理熟悉一些重要天气系统的云型特征掌握气象卫星图像的应用教学目标了解气象卫星图像的探测原理87教学重点与教学难点教学重点：卫星图像探测原理卫星图像识别方法一些重要系统的云型特征教学难点：卫星资料在对流天气分析中的应用水汽图像的应用

教学重点与教学难点教学重点：88第一节气象卫星简介气象卫星观测内容

气象卫星的应用领域气象卫星的种类及特点全球气象卫星观测系统第一节气象卫星简介气象卫星观测内容89气象卫星气象卫星是携带各种大气遥感探测仪器，从空间对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星。气象卫星携带的气象遥感器能够接收和测量来自地球及其大气的可见光、红外与微波辐射，并将它们转换成电信号传送到地面。地面接收站再把电信号复原绘出各种云层、地表和洋面图片，进一步处理后就可以发现天气变化的趋势。世界上第一颗气象卫星于1960年4月1日发射成功气象卫星气象卫星是携带各种大气遥感探测仪器，从空间对地球及其90气象卫星主要观测内容①卫星云图的拍摄。②云顶温度、云顶状况、云量和云内凝结物相位的观测③陆地表面状况的观测，如冰雪和风沙，以及海洋表面状况的观测，如海洋表面温度、海冰和洋流等。④大气中水汽总量、湿度分布、降水区和降水量的分布⑤大气中臭氧的含量及其分布。⑥太阳的入射辐射、地气体系对太阳辐射的总反射率以及地气体系向太空的红外辐射。⑦空间环境状况的监测，如太阳发射的质子、a粒子和电子的通量密度。

气象卫星主要观测内容①卫星云图的拍摄。91气象卫星的应用领域卫星云图的出现，扩大了我们的视野。通过卫星的监测，能在短时间内获得海洋以及其它资料稀少地区的气象信息。气象卫星具有视野开阔、观测范围广、观测时次多等优点，在识别与跟踪中尺度天气系统方面特别有用。

卫星云图成为监视台风和预报台风移动路径的十分有效的工具，特别是台风定位已经离不开卫星云图在全球变化的研究中，可以监测植被的覆盖情况、地壳构造的变化、地形下沉、火山喷发、海洋环流异常与ElNino事件等，亦可以监测大气中的臭氧以及大气环境的变化。卫星资料应用还发展到农业、森林火灾、洪水灾情、环境监测等领域。气象卫星的应用领域卫星云图的出现，扩大了我们的视野。通过92气象卫星的种类及特点

（1）近极地太阳同步轨道卫星（又称极轨气象卫星）：极轨气象卫星的轨道平面和太阳光线始终保持固定的交角。卫星的轨道接近圆形，飞行高度约为600～1500公里，卫星倾角（轨道平面和地球的赤道平面的夹角）约为81°～103°，这种卫星每天差不多在固定的时间经过同一地区两次。每隔12小时左右可以获得一次全球的气象资料。美国、中国、印度和俄罗斯拥有极轨气象卫星气象卫星的种类及特点（1）近极地太阳同步轨道卫星（又称极轨93

太阳同步轨道卫星的优缺点： 优点： （1）轨道近似圆形，轨道预告、接收和资料定位方便 （2）有利于资料处理和使用； （3）全球观测； （4）在观测时有合适的照明，可以得到较充分的太阳能 缺点： （1）对同一地点观测的时间间隔太长； （2）不利对中小尺度天气系统的监测； （3）相邻两条轨道的观测资料不是同一时刻，利用不利 太阳同步轨道卫星的优缺点：94（2）地球同步气象卫星，又称静止气象卫星地球同步气象卫星的运行高度约为35800公里,其轨道平面和地球的赤道平面重合，运行周期和地球自转周期相等。从地球上看,卫星静止在赤道某经度上空,所以又称为静止卫星。静止卫星的有效观测视野为南纬50°至北纬50°，经度跨距约100°的近圆形范围。这种卫星在不到30分钟的时间内就可对其视野范围内的大气进行一次观测。所以地球同步卫星有利于监视变化快和生命史短的天气系统，如台风、强风暴（见雷暴）等。（2）地球同步气象卫星，又称静止气象卫星95

地球同步轨道卫星的优缺点优点： （1）高度高，视野广； （2）对同一地区连续观测； （3）监视中小尺度天气系统； （4）圆轨道，定位、处理、接收方便。缺点： （1）不能观测两极； （2）高度高，精度难提高。如果把这两种卫星配合起来，互相补充，就可以组成比较完善的全球空间气象观测系统。 地球同步轨道卫星的优缺点96目前，日本GMS系列静止气象卫星、俄罗斯的GOMES卫星、欧盟METEOSAT-3卫星、印度的INSAT以及美国的两颗静止卫星(GOES-E和GOES-W)共6颗卫星组成了地球静止气象卫星监测网。它们分别位于全球赤道东经140度、东经76度、西经75度、东经74度、西经75度、西经135度上空。另外，还有三颗极轨卫星(2颗美国NOAA卫星，1颗俄罗斯METEO卫星)，这些卫星每天实时监视大气天气系统的运动和变化。全球气象卫星观测系统目前，日本GMS系列静止气象卫星、俄罗斯的GOMES卫星、欧97中国也先后成功地发射了6颗气象卫星（3颗风云－1和3颗风云－2）。依靠这些卫星，中国建立了自己的卫星天气预报和监测系统。风云－1是一种极地轨道气象卫星。星上装有若干个高分辨率扫描辐射计。包括4个可见频道和1个红外频道。风云－2是一种静止气象卫星。星上装有多频道扫描辐射计。包括1个可见波段、1个红外波段和1个水汽波段。载荷包括S频段传输和云图预报转发器，UFH/S频段数据采集转发器和空间环境监测设备。中国也先后成功地发射了6颗气象卫星（3颗风云－1和3颗风云－98 全球气象卫星观测系统

全球气象卫星观测系统

99第二节卫星探测基本原理及图像类别卫星图像类别可见光图像探测原理及其特征红外图像探测原理及其特征水汽图像探测原理及其特征第二节卫星探测基本原理及图像类别卫星图像类别100卫星图像类别

目前在业务上常用以下几种图像产品：可见光图像（VIS），它是可见光和近红外波段太阳光反射辐射的图像（波长0.4－1.1µm）；红外图像（IR），它是地气系统在热红外波段发射的图像（波长10－12µm）；水汽图像（WV），它是水汽发射辐射的图像（波长6－7µm）；以及通道3图像（3.7µm），它是太阳和地气系统重叠区辐射的图像，有时称这一波段为近红外卫星图像类别目前在业务上常用以下几种图像产品：101可见光图像探测原理及其特征

卫星在可见光谱段测量来自地面、云面反射的太阳辐射，并将卫星接收的这种辐射转换为图象称为可见光云图。卫星在可见光谱段选用的波长间隔有：0.52～0.75μm和0.58～0.68μm。可见光图像测量的是反射的太阳光，当它用黑白方式显示时，较黑的色调代表低的亮度（即低的反射辐射强度）；较亮的色调代表高的亮度。卫星在可见光波段接收辐射与物体的反照率和太阳的天顶角有关，若太阳天顶角越小，物体的反照率越大，则卫星接收到的辐射越大，反之则越小。可见光图像探测原理及其特征卫星在可见光谱段测量来自地面、云102在可见光云图上，物体反照率越大，色调越白；反照率越小，色调越暗。通常云层越厚，反照率越大，色调也越白。而水面，象湖泊、海洋的反照率很小，表现为黑色；陆地反照率比海洋略大，表现为灰色；而潮湿或森林覆盖的地区表现为灰暗的色调。在电视显示的卫星云图上，地表和海洋常用绿色和蓝色表示。可见光云图是窗区图像。（有一些光谱区域，在那里所有的气体的吸收都很弱，大气几乎是透明的，我们称这些区域为“窗区”。）可见光云图只有白天才有。在可见光云图上，物体反照率越大，色调越白；反照率越小，色调越103红外云图与可见光云图的比较可见光云图黑I深灰灰淡灰白宇宙空间消失中的卷云砧密卷云、卷层云、高山积雪卷云砧，极地冰雪白高层云（薄）纤维状卷云高层云（厚）浓积云淡灰高山森林西藏高原纤维状卷云晴天积云卷层云（薄）层云（厚）雾（厚）灰冷海洋晴天积云沙漠（夜间）层积云深灰暖海洋沙漠（白）黑红外云图红外云图与可见光云图的比较可见光云104

红外图像IR探测原理及其特征卫星在10.5～12.5微米通道测量来自地表和云面发射的红外辐射，并将这种辐射以图象表示就是红外云图。红外云图上的色调决定于物体自身的温度.物体温度越高，发射的辐射越大，色调越暗;反之,越白.红外云图是一张温度分布图。由于大气有吸收及物体发射率不完全为1，卫星接收到的红外辐射要比实际表面温度发射的黑体辐射要小，故严格地说，红外云图是一张亮度温度分布图。

红外图像IR探测原理及其特征卫星在10.5～12.5微米通105在红外云图上云顶高而厚的云，其温度低呈白的色调。低云的云顶温度较高，呈现较暗的色调，与地面相近。由于各类云的云顶温度的差异较大，故在红外云图上可以识别各种高度的云。此外，地表的温度随季节、纬度、海陆分布及其本身的热惯量而不同，所以在红外云图上的色调亦不同。在电视显示的红外云图上，地表以绿色表示，以与云相区分开。红外云图也是窗区图像。在红外云图上云顶高而厚的云，其温度低呈白的色调。低云的云顶温106水汽图像探测原理及其特征卫星选用6.7μm水汽吸收谱段接收大气中水汽发射的辐射，并以图像表示便得到水汽云图。卫星接收到的辐射主要决定于水汽含量。大气中水汽含量越多，发射的辐射越小；水汽含量越少，大气低层的辐射越可以透过水汽层到达卫星，则卫星接收的辐射越大。与窗区红外图像一样，在水汽图像上亮温越低，色调越白，表示水汽越多；亮温越高，色调越黑，表示水汽越少。水汽图像探测原理及其特征卫星选用6.7μm水汽吸收谱段接收大107水汽图像也是红外波段的图像，但它是吸收带波段的图像。在6.7μm这一波段，水汽一面接收来自下面的辐射，又以自身较低的温度发射红外辐射。在一般的潮湿大气中，卫星所接收到的大部分水汽通道（6.7μm）辐射来自于300－600hpa气层中。但在干燥大气中，有些辐射也许会来自低达800hpa的大气低层。故水汽图像不能提供大气整层水汽含量的信息，只能探测到对流层中上层的水汽，700hpa以下的水汽是看不到的水汽图像也是红外波段的图像，但它是吸收带波段的图像。108第三节卫星图像的识别卫星云图上识别云的判据

卫星云图上常见的天气尺度云系一些重要天气系统的云型特征

第三节卫星图像的识别卫星云图上识别云的判据109卫星云图上识别云的判据在卫星云图上识别云的判据主要有六个：（1）结构型式：是指不同明暗程度物象点的分布式样，如带状、涡旋状、细胞状和波状等。（2）范围大小：是指云系的分布尺度，由云系尺度可以推断形成云的物理过程，尺度小的云系常与中小尺度天气系统相关；尺度大的则与大尺度的天气系统联系。（3）边界形状：不同类型的云，边界不尽相同。云的边界形状有直线的、圆形的、环形的、气旋性弯曲的、反气旋性弯曲的等。卫星云图上识别云的判据在卫星云图上识别云的判据主要110（4）色调：是指物象的亮度。可见光云图上云的色调与云厚、云面光滑程度和云的成分有关。红外云图上则与云顶温度相关。水汽图像上色调则取决于水汽含量。（5）暗影：是指在可见光云图上，在一定太阳高度角下，高的云在低的目标物上的投影。（6）纹理：用来表示云顶表面粗糙程度的。如层云（雾）云顶表面均匀、光滑；而积云浓积云表面多起伏、不均匀。卷云的纹理呈纤维状。（4）色调：是指物象的亮度。可见光云图上云的色调与云厚、云111卫星云图上常见的天气尺度云系带状云系：指长宽之比至少为4：1的连续云区，它由多层云系组成。宽度大于1纬距的称云带，小于1纬距的为云线。急流、锋面、赤道辐合带都表现为带状云系。

涡旋云系：指一条或几条云带按螺旋状旋向一个共同的中心，这种云系与大尺度涡旋相联系。一条发展完好的温带螺旋型云带常常与一条锋面相联系。台风、热带低压、高空冷涡都表现为涡旋云系。

卫星云图上常见的天气尺度云系带状云系：指长宽之比至少为112冷锋云带冷锋云带113卫星图像产品的识别与应用课件114细胞状云系：冷空气到达暖而湿的表面，受下垫面的加热产生对流，形成细胞状结构的对流云系。细胞的直径仅几十公里，它分为开口和闭合两种。开口细胞状云系中间无云，四周有云，呈指环状或U字形，主要为浓积云，一般出现于低压周围的气旋性环流内。闭合细胞状云系中间有云，四周无云，呈球状，主要是层积云，一般出现在高压东南象限内。细胞状云系：冷空气到达暖而湿的表面，受下垫面的加热产生115细胞状云系细胞状云系116云团：云团是产生暴雨和强对流天气的一种重要的中尺度系统。云团是由多个大小不等的积雨云单体或积状云与层状云混合体组成，它们顶部的卷云粘连成一片，表现为密实的白色云区。其尺度相差很大，小的不到一个纬距，大的可达7个纬距以上。许多热带系统都与它有关，它占热带地区面积的20%。云团：云团是产生暴雨和强对流天气的一种重要的中尺度系统。云团117卫星图像产品的识别与应用课件118卫星图像产品的识别与应用课件119斜压叶状云系：一种与高空槽前斜压区相联系，状如植物叶子的云系，这种云系与西风带中的锋生区或气旋生成有关，在红外云图上表现最清楚。斜压叶云系表现为一条较宽的云带，它的后（北）边界光滑整齐，呈现“S”形，其T处向北凸起，呈反气旋弯曲，“S”处向南凹，呈气旋性弯曲；斜压叶云系西界W处有“V”字型缺口，这种缺口是由于西北急流侵入云系的西边界形成的。斜压叶云系的东半部主要以卷云为主，越往西云顶高度降低，色调变暗。在云区西端的“V”字缺口北侧以中低云为主，南侧以低云为主。

斜压叶状云系：一种与高空槽前斜压区相联系，状如植物叶子的云系120卫星图像产品的识别与应用课件121逗点云系：一种形如标点符号中“，”的云系，它是涡旋云系的一种。它的形成可以解释为大气闭合环流迭加于一云区，由于闭合环流的作用，在环流中心之南（晴空区）偏西气流侵入云区，而在环流中心以北，云随气流由云区向西平流，最后形成逗点状云系，这时低压中心与最大正涡度中心重合。如果逗点云系是移动的，则云系发生变形，涡度中心偏于低压中心的前方。（动画演示）逗点云系常出现在等涡度线与等高线相交的正涡度平流区域内，所以也称为正涡度平流云系。逗点云系：一种形如标点符号中“，”的云系，它是涡旋云系的一122逗点云系形成和发展演变模型图逗点云系形成和发展演变模型图123初生的逗点云系（图示），由“S”形的后边界、头部、尾部和干舌区组成。成熟的逗点云系（图示），表现成一个大尺度的逗点云，由斜压叶云系、涡度逗点云和变形云带三部分组成两种主要逗点云系模型图初生的逗点云系（图示），由“S”形的后边界、头部、尾部和干舌124一些重要天气系统的云型特征冷锋云系：冷锋云系表现为长达千余公里，气旋性弯曲的云带，它常与涡旋云系连结。其分为活跃和不活跃两类：活跃冷锋位于500hPa槽前，走向与对流层中层气流一致，云系连续稠密，由多层云组成；不活跃冷锋位于500hPa槽后，云带与高空气流垂直，云系断裂不完整，以中低云系为主。冷锋云系的长度和宽度相差很大，这决定大气运动尺度、锋面坡度和水汽条件。一些重要天气系统的云型特征冷锋云系：冷锋云系表现为长达千余125卫星图像产品的识别与应用课件126暖锋云系：表现为3百到5百公里宽，几百公里长，长宽之比很小，向冷空气一侧凸起的卷云覆盖区，云系以多层云为主，卷云下还有大量的中低云，色调明亮。静止锋云系：表现为一条没有气旋性或反气旋性曲率的宽云带。边界不规则，云区内云的分布不均匀，有时开裂；有时稠密。锢囚锋云系：表现为一条宽几百公里较白亮的螺旋云带，其中心与气旋环流中心相重合。由于云带后部冷空气侵入，其后界整齐光滑，并伴有干舌（无云区或少云区），云带的前边界参差不齐。暖锋云系：表现为3百到5百公里宽，几百公里长，长宽之比很小，127高空槽云系：中高云，带、盾、片状，槽线在云区后界，脊在前界高空槽云系：中高云，带、盾、片状，槽线在云区后界，脊在前界128温带气旋云系：完整的温带气旋伴有冷、暖、锢囚锋云带，具有三种锋面的共有特征。

（1）波动阶段：锋面云带变宽，向冷区凸起，色调变白，中高云加多。（2）发展阶段：锋面云带隆起部分更明显，中高云后界开始向云内凹。（3）成熟阶段：云系后部有明显干舌，螺旋结构明显，云带伸至涡旋中心。（4）锢囚阶段：干舌伸到气旋中心，螺旋云带围绕中心旋转一周以上，高低空环流中心与云系涡旋中心重合。温带气旋云系：完整的温带气旋伴有冷、暖、锢囚锋云带，具有三种129卫星图像产品的识别与应用课件130完整的温带气旋云系

冷暖锋锢囚锋锋完整的温带气旋云系冷暖锋锢囚131高空冷涡云系：圆形、逗点状或半月形云区，云系分布不均，涡区及其附近常有造成强对流天气的对流云发展高空冷涡云系：圆形、逗点状或半月形云区，云系分布不均，涡区132急流云系：表现为左界光滑整齐，与急流轴平行的卷云区。急流呈反气旋弯曲时，云系稠密，急流呈气旋性弯曲处云系稀少或无云。在可见光云图上，急流云系左界有明显的阴影，而且暗影呈现反气旋弯曲的线状。急流云系：表现为左界光滑整齐，与急流轴平行的卷云区。急流呈反133台风云系：在卫星云图上，台风由台风眼、中心稠密云区和螺旋云带组成。台风眼分成大眼、小眼、圆眼和不规则形状眼，它可以位于台风云区中心，也可位于台风云区边缘。中心稠密云区边界越光滑，云型越圆，尺度越大，越稠密，台风强度越大。台风云带越宽，环绕台风中心的圈数越多，强度越大。台风云系：在卫星云图上，台风由台风眼、中心稠密云区和螺旋云带134卫星图像产品的识别与应用课件135 切变线云系：呈带状，为中低云、积云江淮切变线云系 切变线云系：呈带状，为中低云、积云江淮切变线云系136热带辐合带云系（ITCZ）在卫星云图上的低纬地区，在热带辐合带（ITCZ）的位置上表现为一条东西走向的云带，其上有强烈的积雨云活动。

有时云带很窄（只有2－3个纬距），但云区连续且长达数千千米；有时它的云带断裂成为一个个大云团，其直径可达5－10个纬距，其中有些表现为涡旋云系。这种扰动云系一般自东向西移动，西太平洋上的大多数台风就是由它们发展起来的。ITCZ包括季风槽和信风槽两种。季风槽由西南季风和偏东信风汇合而成，槽中风速小，扰动较为活跃，

信风槽是由东北信风和东南信风汇合而成，表现为一条辐合渐近线云带，内嵌的扰动不太活跃

热带辐合带云系（ITCZ）137热带辐合带云系热带辐合带云系138东风波云系：常表现为倒V形、逗点状涡旋、积云团。夏季在西北太平洋上，当副热带高压脊线位于30°N－35°N时，在其南侧的东风气流中，有时可以看到东风波云系。它通常向西南方向进入我国南海东北部，有时影响我国闽南和广东沿海，造成暴雨或大暴雨天气。较强的东风波具有较为完整的螺旋云系，而弱的东风波则表现为一团小范围的云区。东风波云系：常表现为倒V形、逗点状涡旋、积云团。139第四节卫星图像产品的应用估计热带气旋的强度和移动对流天气分析估计降水量第四节卫星图像产品的应用估计热带气旋的强度和移动140思路：设想热带气旋中心眼区的有、无，眼区范围大小、形状、眼区温度；中心稠密云区范围大小，云顶温度；螺旋云带有无、多少，云带顶温度；螺旋云带环绕中心稠密云区的程度能表示热带气旋发展的强度，利用历史资料分析，统计给出各种不同云系特征定量指数，再用历史资料建立计算TS指数与热带气旋强度之间的统计方程和查算表估计热带气旋强度。

热带气旋强度估计思路：设想热带气旋中心眼区的有、无，眼区范围大小、形状、眼区141热带气旋强度估计方法方法：TS=TA+TB+TC+TD

TA：

热带气旋环流中心（CSC）指数TB：热带气旋中心稠密云区（CDO）指数TC：环绕热带气旋的螺旋云带指数TD：热带气旋云带环绕环流中心紧密度指数热带气旋强度估计方法方法：TS=TA+TB+TC142①热带气旋环流中心（CSC）特征指数TA的计算

TA=TA1+

TA2

当热带气旋没有眼时利用热带气旋环流中心相对热带气旋中心稠密云区的位置计算TA，即TA=TA1；有眼时，计算眼的指数TA=

TA2，TA2=TA2S+

TA2D+

TA2T，式中TA2S是眼的形状指数，TA2D是眼的大小指数，TA2T是眼区温度指数。

CSC相对于强对流稠密云区的位置指数TA1CSC在强对流稠密云区之外1.0CSC在强对流稠密云区边沿1.5CSC在强对流稠密云区之内（距云区边沿1.0纬距）2.8CSC在强对流稠密云区之内（距云区边沿1.0纬距）4.0CSC在强对流稠密云区中心4.5表7-1热带气旋环流中心特征指数TA1①热带气旋环流中心（CSC）特征指数TA的计算143表7-2热带气旋眼特征指数TA2眼形状指数TA2S眼区直径（latNo）指数TA2D眼区温度（c）指数TA2T螺旋眼3.00.0—0.31.0>202.2不规则3.50.4—0.70.520—122.0圆眼4.0>0.70.211—51.8TA2=TA2S+

TA2D+

TA2T4—-321.5-33—-451.0-45—-560.7-57—-740.4表7-2热带气旋眼特征指数TA2眼形状指数TA2S眼区直144②热带气旋中心稠密云区（CDO）特征指数TB的计算

TB=TB1+

TB2式中TB1是CDO云区云顶的最低温度指数，TB2是CDO云区面积指数。当热带气旋没有中心稠密云区时，TB=0。表7-3热带气旋中心稠密云区（CDO）特征指数TB

CDO云顶的最低温度（c）指数TB1CDO的面积（latNo）面积TB2-45—-561.01—50.5-57—-731.56—100.8-74—-802.011—151.2-812.516—201.5

TB=TB1+

TB2>202.0②热带气旋中心稠密云区（CDO）特征指数TB的计算表7-3145③热带气旋螺旋云带特征指数TB的计算

TC=TC1+

TC2式中TC1是螺旋云带云顶的最低温度指数，TB2是螺旋云带数指数。

表7-4热带气旋螺旋云带特征指数TB螺旋云带云顶的最低温度（c）指数TC1螺旋云带数（圈）指数TB2-33—-451.011.0-45—-561.521.5-57—-732.032.0-74—-802.542.5-813.0环流中心有强对流稠密云带3.5TC=TC1+

TC2③热带气旋螺旋云带特征指数TB的计算表7-4热带气旋螺146⑤计算总TS指数和估计热带气旋强度求TS=TA+

TB+

TC+

TD，根据历史资料建立计算TS指数与热带气旋强度之间的统计方程和查算表：

VMAX=-36.1002+6.0558TS④热带气旋云带环绕环流中心紧密度特征指数TD的计算

TD是热带气旋云带环绕环流中心结构的指数表7-5热带气旋紧密度特征指数TD螺旋云带数（圈）0.51.01.52.02.53.0指数TD0.51.01.52.02.53.0⑤计算总TS指数和估计热带气旋强度④热带气旋云带环绕环流147表7-6最大风速与最低海平面气压的关系最大风速（m/s）

最低海海平面气压（hpa）（0—14N）

最低海海平面气压（hpa）(15—25N)最低海海平面气压（hpa）(25

N）151000100099920995994993259889879863098198097935974972970409659639614595795495150947944940559379339296092792291765916911904709058998917589388697780881873863858698608499085684683395842831818100829817802表7-6最大风速与最低海平面气压的关系最大风速（m/s148一般来说：热带气旋环流中心越靠近强对流稠密云区中心；眼区形状呈圆形，眼区直径越小；眼区温度越高；热带气旋中心稠密云区云顶的温度越低，面积越大；螺旋云带云顶的温度越低，圈数越多；热带气旋云带环绕环流中心圈数越多，结构越紧密，则热带气旋的强度越大。一般来说：热带气旋环流中心越靠近强对流稠密云区中心；眼区形状149

1、西行类

2、西北行

3、北上类

4、东北类

热带气旋移动估计热带气旋的移动受到