气象卫星发展现状terminal课件.ppt

1、气象卫星发展现状气象卫星发展现状组成员：李程、刘继冬、陈浩然、马丛彦、马超凡、江浩、侯意辛、李婷婷主讲人：编 辑:：李程、马丛彦、马超凡、陈浩然2 气象卫星的应用浅谈气象卫星的应用浅谈1 各国拥有的气象卫星各国拥有的气象卫星2 发展难题发展难题3视觉盛宴视觉盛宴4现状内 容3一、气象卫星的应用浅谈 天气预报中的应用 在陆地和海洋科学中的应用 在农业中的应用 在军事气象方面的应用 在气象通信中的应用 更多 4天气预报中的应用 卫星观测范围大，能得到许多地卫星观测范围大，能得到许多地域的气象资料，极大的增强了天气预域的气象资料，极大的增强了天气预报的准确性，并且延长了预报时效。报的准确性，并且延长

2、了预报时效。分析员利用卫星云图实时监控海分析员利用卫星云图实时监控海洋气象有利于发现和掌握天气系统的洋气象有利于发现和掌握天气系统的规律，减少特大灾害带来的损失规律，减少特大灾害带来的损失5在陆地和海洋科学中的应用 气象卫星最初用于气象预报，但人们很快发现它发气象卫星最初用于气象预报，但人们很快发现它发回的图像对水文勘测也是有用的，尤其适于制作雪盖、回的图像对水文勘测也是有用的，尤其适于制作雪盖、湖冰和海冰图。湖冰和海冰图。6 使用气象卫星能够大范围、快速、客观了解农作物各使用气象卫星能够大范围、快速、客观了解农作物各个发育阶段的生长情况。另外，气象卫星覆盖面积大，个发育阶段的生长情况。另外，

3、气象卫星覆盖面积大，遥感资料的重复周期短，便于在农作物的估产方面广泛遥感资料的重复周期短，便于在农作物的估产方面广泛应用。气象卫星在农业遥感中的应用主要包括三个部分。应用。气象卫星在农业遥感中的应用主要包括三个部分。农作物生长的动态监测农作物生长的动态监测（其中包括病虫害监测）（其中包括病虫害监测）农作物单位面积产量农作物单位面积产量的估算及预报的估算及预报农作物播种面积的测算农作物播种面积的测算在农业中的应用7在军事气象方面的应用 气象卫星对战区进行的连续天气监测，不仅为军事气气象卫星对战区进行的连续天气监测，不仅为军事气象部门提供了气象保障决策数据，而且大量的气象卫星探象部门提供了气象保障

4、决策数据，而且大量的气象卫星探测资料以及战区气象部门为战区指挥系统提供的各类短期、测资料以及战区气象部门为战区指挥系统提供的各类短期、中期和长期天气预报共同构成了战时气象信息。这些信息中期和长期天气预报共同构成了战时气象信息。这些信息将与战区将与战区c I系统中其他信息进行综合分析。其结果将对战系统中其他信息进行综合分析。其结果将对战役的进程产生重大影响。战争中包括役的进程产生重大影响。战争中包括“国防气象卫星国防气象卫星”在内在内的各类气象卫星为军事用户提供气象数据以及陆地、海洋的各类气象卫星为军事用户提供气象数据以及陆地、海洋和日一地物理数据，为军事航天和航空照相侦察提供保障，和日一地物理

5、数据，为军事航天和航空照相侦察提供保障，为航空飞行和轰炸提供服务，为舰队航海提供保障，并为为航空飞行和轰炸提供服务，为舰队航海提供保障，并为战场后勤及技术保障提供参考数据。战场后勤及技术保障提供参考数据。8 一个典型的例子一个典型的例子就是伊拉克战争中美国大料使用卫星对伊拉克进行连续的监控和精确打击。美军动用多光谱测绘卫星对伊拉克的特定地区，特别是交战地区进行侦察，并测绘出数字地图，及时保障了作战指挥的需要。美军不仅动用了“诺阿”军事气象卫星，而且还征用了部分民用气象卫星用于搜集海湾地区和伊拉克战场的气象情况，为美军部队的作战行动提供准确的气象保障，对沙尘暴进行预报，还能及时探测到伊军使用化学

6、战剂情况。美卫星拍摄的伊拉克某地地貌图 9在气象通信中的应用 气象卫星不仅是一个空间观测平台，而且是一种资料收气象卫星不仅是一个空间观测平台，而且是一种资料收集和转发平台，它可以收集船舶、气球、漂浮站及自动气象集和转发平台，它可以收集船舶、气球、漂浮站及自动气象站资料，并传给处理中心，然后通过卫星向世界各地播发。站资料，并传给处理中心，然后通过卫星向世界各地播发。此外，气象卫星还可兼做通讯之用。此外，气象卫星还可兼做通讯之用。转型卫星通信系统（转型卫星通信系统（TSATTSAT）方案示意图）方案示意图 TSAT TSAT将提供全球性、高保障性、将提供全球性、高保障性、自动化及动态能力。自动化及

7、动态能力。除了容量极大增加除了容量极大增加外，外，TSATTSAT还使用新技术提供新能力，还使用新技术提供新能力，如如IPIP、星载路由器、大型孔径天线。这、星载路由器、大型孔径天线。这些技术可能会实现客户使用小型终端进些技术可能会实现客户使用小型终端进行移动通信，还可以让行移动通信，还可以让TSATTSAT从受保护从受保护的机载与天基的情报、监视与侦察资产的机载与天基的情报、监视与侦察资产上获取信息，从而增强态势感知能力。上获取信息，从而增强态势感知能力。TSATTSAT能提供广义的综合信息分享环境能提供广义的综合信息分享环境容量，可在军事通信方面以前所未有的容量，可在军事通信方面以前所未有

8、的规模实现网络环境下的交互操作规模实现网络环境下的交互操作10更 多l检测及分析中尺度天气系统、暴雨云团、热带气旋检测及分析中尺度天气系统、暴雨云团、热带气旋l应用于数值天气预报应用于数值天气预报l。l。气象卫星还有很多应用，也有很多很多未被发现或应用不成熟的方面，这里不做赘述11 气象卫星的应用浅谈气象卫星的应用浅谈1 各国拥有的气象卫星各国拥有的气象卫星2 发展难题发展难题3视觉盛宴视觉盛宴4内 容12二、各国拥有气象卫星概况 中国 美国 欧洲13中 国 我国早在二十世纪七十年代就开始发展我国的气象我国早在二十世纪七十年代就开始发展我国的气象卫星，截止目前已发射了七颗气象卫星，分别实现了极

9、卫星，截止目前已发射了七颗气象卫星，分别实现了极轨卫星和静止卫星的业务化运行，是继美国、俄罗斯之轨卫星和静止卫星的业务化运行，是继美国、俄罗斯之后第三个同时拥有极轨气象卫星和静止气象卫星的国家。后第三个同时拥有极轨气象卫星和静止气象卫星的国家。目前，中国在轨运行的气象卫星有六颗均为风云系目前，中国在轨运行的气象卫星有六颗均为风云系列卫星，分别是：列卫星，分别是：14 FY-1D FY-1D卫星（即风云一号的第四颗卫星（即风云一号的第四颗)是我国第二颗是我国第二颗业务极轨气象卫星，于业务极轨气象卫星，于20022002年年5 5月月2525日发射，已连续日发射，已连续稳定运行至今。稳定运行至今。

10、FY-1DFY-1D已经广泛运用于气象、农业、已经广泛运用于气象、农业、水利、海洋、军事等部门中，已被世界气象组织列入水利、海洋、军事等部门中，已被世界气象组织列入世界气象业务应用卫星序列，为世界诸多国家提供了世界气象业务应用卫星序列，为世界诸多国家提供了大量的气象和地球环境观测数据大量的气象和地球环境观测数据。FY-1DFY-1D极轨气象卫星15FY-2D/E/FFY-2D/E/F静止气象卫星静止气象卫星 风云二号气象卫星目前风云二号气象卫星目前在轨的有在轨的有FY-2D/E/FFY-2D/E/F三颗，三颗，和和FY-1DFY-1D一起构成我国气象一起构成我国气象卫星应用体系，可以获取卫星应

11、用体系，可以获取白天可见光云图、昼夜红白天可见光云图、昼夜红外云图和水气分布图，进外云图和水气分布图，进行天气图传真广播，收集行天气图传真广播，收集气象、水文和海洋等数据气象、水文和海洋等数据收集平台的气象监测数据，收集平台的气象监测数据，供国内外气象资料利用站供国内外气象资料利用站接收利用，监测太阳活动接收利用，监测太阳活动和卫星所处轨道的空间环和卫星所处轨道的空间环境，为卫星工程和空间环境，为卫星工程和空间环境科学研究提供监测数据。境科学研究提供监测数据。16 风云三号（风云三号（FY-3FY-3）气象卫星是我国的第二代极轨气象卫星，它是在）气象卫星是我国的第二代极轨气象卫星，它是在FY-

12、1FY-1气象卫星气象卫星技术基础上的发展和提高，在功能和技术上向前跨进了一大步，具有质的变化，具体技术基础上的发展和提高，在功能和技术上向前跨进了一大步，具有质的变化，具体要求是解决三维大气探测，大幅度提高全球资料获取能力，进一步提高云区和地表特要求是解决三维大气探测，大幅度提高全球资料获取能力，进一步提高云区和地表特征遥感能力，从而能够获取全球、全天候、三维、定量、多光谱的大气、地表和海表征遥感能力，从而能够获取全球、全天候、三维、定量、多光谱的大气、地表和海表特性参数。特性参数。FY-3FY-3气象卫星的应用目的包括四个方面：气象卫星的应用目的包括四个方面：为中期数值天气预报提供全球均匀

13、分辨率的气象参数。为中期数值天气预报提供全球均匀分辨率的气象参数。研究全球变化包括气候变化规律研究全球变化包括气候变化规律,为气候预测提供各种气象及地球物理参数。为气候预测提供各种气象及地球物理参数。监测大范围自然灾害和地表生态环境。监测大范围自然灾害和地表生态环境。为各种专业活动为各种专业活动(航空、航海等航空、航海等)提供全球任一地区的气象信息，为军事气象保提供全球任一地区的气象信息，为军事气象保 障服务。障服务。风云三号（风云三号（FY-3FY-3）气象卫星）气象卫星17美 国自从自从19601960年年4 4月发射第一颗气象卫星以来，美国的气象月发射第一颗气象卫星以来，美国的气象卫星已

14、经发展了静止气象卫星和极轨气象卫星两个系列。卫星已经发展了静止气象卫星和极轨气象卫星两个系列。其中，静止气象卫星系列为静止轨道环境业务卫星其中，静止气象卫星系列为静止轨道环境业务卫星(GOES)(GOES)卫星系列；极轨气象卫星系列包括诺阿卫星系列；极轨气象卫星系列包括诺阿(NOAA)(NOAA)卫星、国防气象卫星卫星、国防气象卫星(DMSP)(DMSP)和国家极轨业务环境卫星和国家极轨业务环境卫星系统系统(NPOESS)(NPOESS)18GOESGOES卫星系列卫星系列 GOES GOES卫星系列是美国唯一卫星系列是美国唯一的地球同步轨道气象卫星系列，的地球同步轨道气象卫星系列，目前在轨运

15、行的有目前在轨运行的有GOES-10GOES-10、GOES-11GOES-11和和GOES-12GOES-12 它们每天它们每天2424小时连续对西半小时连续对西半球上空进行气象观测，还能收集球上空进行气象观测，还能收集和转发数据收集平台的气象观测和转发数据收集平台的气象观测数据，其主要用途是进行灾害性数据，其主要用途是进行灾害性天气天气(如旋风、水灾、风暴、雷如旋风、水灾、风暴、雷暴和飓风等暴和飓风等)的短期警报以及雾、的短期警报以及雾、降水、雪覆盖和冰盖运动的监测。降水、雪覆盖和冰盖运动的监测。19 NOAA卫星是由美国国家海洋与大气管理局控管的气象卫星是由美国国家海洋与大气管理局控管的

16、气象观测卫星，目前处于第五代，其资料可供我国可以接收、存观测卫星，目前处于第五代，其资料可供我国可以接收、存档使用档使用NOAA卫星系统主要是用来进行卫星系统主要是用来进行1-7天的天气预报，预天的天气预报，预报参数包括气温、湿度、降水、风速和风向等；云盖、臭氧、报参数包括气温、湿度、降水、风速和风向等；云盖、臭氧、沙尘暴和化学尘埃的临近预报；土壤植被、湿度、冰雪覆盖、沙尘暴和化学尘埃的临近预报；土壤植被、湿度、冰雪覆盖、火情和水情等的监测。火情和水情等的监测。NOAANOAA系列气象卫星系列气象卫星20美国国家海洋与大气管理局美国国家海洋与大气管理局20132013年年4 4月月1010日报

17、道日报道 摘录摘录 美国国家海洋与大气管理局（美国国家海洋与大气管理局（NOAANOAA）的）的NOAA-17NOAA-17极轨环境卫星极轨环境卫星（POESPOES）已经在轨运行接近）已经在轨运行接近1111年，为年，为NOAANOAA预报天气及气候状况并在寻预报天气及气候状况并在寻找和营救任务中救助生命，找和营救任务中救助生命，20132013年年4 4月月1010日，日，NOAANOAA宣布该卫星已关机。宣布该卫星已关机。NOAA-17NOAA-17卫星是卫星是NOAANOAA运行时间最长的航天器之一，运行时间最长的航天器之一，NOAANOAA卫星一般寿命卫星一般寿命是是3 3年。年。N

18、OAA-17NOAA-17卫星的关机不会造成数据缺口，原因是星上几个关键系卫星的关机不会造成数据缺口，原因是星上几个关键系统已无法运行之后，卫星已经被用作备份卫星，不再提供服务。统已无法运行之后，卫星已经被用作备份卫星，不再提供服务。NOAANOAA将继续运行几颗将继续运行几颗POESPOES卫星卫星NOAA-15NOAA-15、NOAANOAA21 美国政府问责办公室最新发布的一份报告说，美国利用卫星监测美国政府问责办公室最新发布的一份报告说，美国利用卫星监测重要的气候变量的能力正面临消失的风险。重要的气候变量的能力正面临消失的风险。美国对地观测卫星项目经费不足的状况已经持续十年，经费缺乏造

19、美国对地观测卫星项目经费不足的状况已经持续十年，经费缺乏造成的影响最终触及要害。这份成的影响最终触及要害。这份GAOGAO报告指出，原先由国家海洋与大气报告指出，原先由国家海洋与大气管理局以及国防部负责的管理局以及国防部负责的2 2个新的地球监测项目个新的地球监测项目NPOESS NPOESS 和和GOES-GOES-R R已经撤销，后续也没有相应的替代计划。已经撤销，后续也没有相应的替代计划。截止到截止到20092009年底，年底，NASANASA有有1515颗运行中的地球遥感卫星，其中颗运行中的地球遥感卫星，其中2 2颗已颗已经退役，剩下的经退役，剩下的1313颗中，颗中，1212颗已超过

20、它们的设计寿命。颗已超过它们的设计寿命。NASANASA一位资一位资深卫星科学家称，到深卫星科学家称，到20162016年可能只有年可能只有7 7颗可用卫星。颗可用卫星。美国科学家不久就会发现他们监测重要的地球系统变化的能力不复美国科学家不久就会发现他们监测重要的地球系统变化的能力不复存在，而那些测量数据对确定全球能源与传输系统的路径很有帮助。存在，而那些测量数据对确定全球能源与传输系统的路径很有帮助。WIREDWIRED网站网站20102010年年6 6月月2 2日报道日报道摘录摘录22 DMSP卫星系列是美国唯一的卫星系列是美国唯一的军用气象卫星系列。自军用气象卫星系列。自1965年以来，

21、年以来，DMSP系列卫星经历了七代系列卫星经历了七代DMSP气象卫星在现代战争中的作气象卫星在现代战争中的作用日益明显。例如，用高级用日益明显。例如，用高级KH-11侦察卫星拍摄南联盟重要军事目标侦察卫星拍摄南联盟重要军事目标或出动飞机轰炸科索沃的要塞之前，或出动飞机轰炸科索沃的要塞之前，要知道那里的云层情况；空袭用的要知道那里的云层情况；空袭用的导弹、命中精度也与大气的温度、导弹、命中精度也与大气的温度、压力和风速等密切相关。所以压力和风速等密切相关。所以DMSP已成为美国从空间获取战略已成为美国从空间获取战略目标和作战地区气象情报的重要手目标和作战地区气象情报的重要手段段。美美DMSPDM

22、SP卫星卫星23 美美DMS卫星卫星星上遥感器功能如下：星上遥感器功能如下：OLS 可见红外成像线性扫描业务系统可见红外成像线性扫描业务系统测量测量 云层分布、云顶温度及地面火情等云层分布、云顶温度及地面火情等SSM/T-2 微波辐射计微波辐射计测量大气水汽廓线测量大气水汽廓线SSM/T 微波辐射计微波辐射计测量大气温度廓线测量大气温度廓线SSM/I 微波成像微波成像(辐射辐射)计计测量降水、液态水、冰测量降水、液态水、冰覆盖和海面风速等覆盖和海面风速等SSJ/4质子电子密度探测仪质子电子密度探测仪测量引起极光和测量引起极光和其它高纬物理现象的低能粒子的能量谱其它高纬物理现象的低能粒子的能量谱

23、SSB/X2和和X射线探测仪射线探测仪SSI/ES离子电子密度探测仪离子电子密度探测仪测量地球周围测量地球周围的电子密度和温度、离子密度、平均离子温度和分的电子密度和温度、离子密度、平均离子温度和分子量子量SSM磁力计磁力计用于测量与地球物理有关的地球用于测量与地球物理有关的地球磁场起伏变化磁场起伏变化24 国家极轨运行环境卫星系统国家极轨运行环境卫星系统（NPOESSNPOESS）是新一代的低地球轨）是新一代的低地球轨道环境卫星。道环境卫星。NPOESSNPOESS将将绕地球约绕地球约每每100100分钟一次。在这些旋转，分钟一次。在这些旋转，NPOESSNPOESS将将提供全球覆盖，环境条

24、提供全球覆盖，环境条件的监测，收集，传播和处理有关地件的监测，收集，传播和处理有关地球的天气，大气，海洋，陆地，附近球的天气，大气，海洋，陆地，附近空间环境的数据。空间环境的数据。NPOESS NPOESS系统系统将能够将能够监测整个地球提供远距离的天气和气候预测的监测整个地球提供远距离的天气和气候预测的数据。数据。NPOESSNPOESS由收集的数据由收集的数据将将有助于减少人类生命和财产的潜在损失，有助于减少人类生命和财产的潜在损失，允许更有效的灾难规划和应对恶劣的天气条件，如龙卷风和洪水。允许更有效的灾难规划和应对恶劣的天气条件，如龙卷风和洪水。公民将有利于通用航空，农业和海洋活动领域的

25、来自卫星的数据。军事公民将有利于通用航空，农业和海洋活动领域的来自卫星的数据。军事用户将受益于用户将受益于NPOESSNPOESS，战略和战术。，战略和战术。NPOESSNPOESS将允许将允许军方利用有利的军方利用有利的天气条件。天气条件。NPOESS NPOESS收集了大量的非常精确的地球表面，大气和空间环境的各收集了大量的非常精确的地球表面，大气和空间环境的各种机载传感器的测量。这种数据量将使科学家和预报，监测和预报天气种机载传感器的测量。这种数据量将使科学家和预报，监测和预报天气模式，以更快的速度和准确性。模式，以更快的速度和准确性。25欧 洲欧洲发射的气象卫星比较多而且不太容易归类，

26、欧洲发射的气象卫星比较多而且不太容易归类，在此仅代表性的提及两颗气象卫星：在此仅代表性的提及两颗气象卫星：Elektro-Elektro-L L气象卫星和第二代气象卫星（气象卫星和第二代气象卫星（MSGMSG）26Elektro-LElektro-L气象卫星气象卫星 “”是俄拉沃奇金科研生产公司研发的新一代水文气是俄拉沃奇金科研生产公司研发的新一代水文气象卫星，用于检测俄罗斯在亚洲领土的气候变化。卫星上安装的可见光和红象卫星，用于检测俄罗斯在亚洲领土的气候变化。卫星上安装的可见光和红外线摄影设备能获取分辨率分别为公里和公里的地面图片。在正常情况外线摄影设备能获取分辨率分别为公里和公里的地面图片

27、。在正常情况下，该卫星每分钟拍摄一次。在发生自然灾害时，拍摄频次可提高为每下，该卫星每分钟拍摄一次。在发生自然灾害时，拍摄频次可提高为每至分钟拍摄一次。至分钟拍摄一次。此外，这颗卫星还担负着气象信息转发交换及国际搜救卫星此外，这颗卫星还担负着气象信息转发交换及国际搜救卫星系统信号的接收和转发任务。系统信号的接收和转发任务。27MSG第二代气象卫星（第二代气象卫星（MSGMSG）设有）设有1212个通道增强成像辐射计个通道增强成像辐射计（SEVIRISEVIRI）和地球同步辐射预）和地球同步辐射预算（算（GERBGERB）仪表，其性能优）仪表，其性能优于市场上其他的气象卫星和于市场上其他的气象卫

28、星和1010倍且优于第一代气象卫星倍且优于第一代气象卫星 4 4倍。倍。它们将确保现有服务的连续性，并提供非常显着的进步。图像它们将确保现有服务的连续性，并提供非常显着的进步。图像的传输速率增加一倍（一张图上每的传输速率增加一倍（一张图上每1515分钟）、光谱通道的数量从分钟）、光谱通道的数量从3 3个个上升到上升到1212个（包括个（包括8 8个红外通道），其中个红外通道），其中3 3个允许访问大气物理综合个允许访问大气物理综合信息空间分辨率也得到了增强信息空间分辨率也得到了增强28 气象卫星的应用浅谈气象卫星的应用浅谈1 各国拥有的气象卫星各国拥有的气象卫星2 发展难题发展难题3视觉盛宴视

29、觉盛宴4内 容29三、气象卫星发展难题 设计使用寿命不够高 运行过程中可能与其他卫星或碎片、陨星碰撞 一些历史资料难以被现代化机器读取，其保存也是一个问题30四、视觉盛宴31Electro-LElectro-L气象在离气象在离地球表面地球表面3.63.6万千米万千米的高空拍的高空拍摄到这张摄到这张地球高清地球高清图片。图图片。图片中的地片中的地球，有着球，有着深蓝色的深蓝色的海洋、轮海洋、轮廓鲜明的廓鲜明的岛屿、泛岛屿、泛着白云的着白云的天空，地天空，地球美景一球美景一览无余览无余32几内亚比几内亚比绍共和国绍共和国此西非小此西非小国的河流国的河流曾是这里曾是这里主要的经主要的经济活动济活动贩

30、卖奴隶贩卖奴隶的主要交的主要交通要道。通要道。这些河流这些河流中的涡旋中的涡旋式的流水式的流水经过浅水经过浅水表面，形表面，形成混合复成混合复杂的模式，杂的模式，汇入大西汇入大西洋洋。33NASA公布的国际空间站从独特视角拍摄的地球照片。34热技术创造了这张阿拉斯加冰川图片，红色代表的是植被。35p 经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量p Study Constantly,And You Will Know Everything.The More You Know,The More Powerful You Will Be写在最后36谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日