衛(wèi)星探測(cè)
概述
衛(wèi)星探測(cè)(satellit sounding)指以衛(wèi)星為觀測(cè)平臺(tái),在其上放置主動(dòng)的或被動(dòng)的輻射計(jì),用以探測(cè)大氣氣象要素的過程。根據(jù)氣體的光譜特性,組成大氣的不同氣體在各自特定的光譜區(qū)間(通道)放射輻射,在一些特殊條件下,利用衛(wèi)星上的輻射計(jì)探測(cè)得到的某些光譜區(qū)間的輻射強(qiáng)度,可以解大氣輻射傳輸方程,反演出一些氣象要素的垂直分布、水平分布或在整個(gè)氣柱中的總含量。
原理
目前在泰勒斯-N/諾阿氣象衛(wèi)星上使用的高分辨紅外分光計(jì),主要利用CO2這一氣體成分在15μm波段具有很強(qiáng)的吸收和它本身在構(gòu)成大氣的氣體成分中具有均勻混合這一特性,根據(jù)衛(wèi)星在這一吸收帶內(nèi)若干個(gè)波段的觀測(cè)值,反應(yīng)出大氣溫度的垂直分布。但是,云對(duì)紅外輻射有很強(qiáng)的吸收,當(dāng)天空有云時(shí),用這種方法僅能反應(yīng)出云上的溫度。為了解決有云情況下的衛(wèi)星測(cè)溫問題,就要利用微波可以穿透薄云這一特性,選用氧分子在微波波段的吸收帶進(jìn)行探測(cè)。
泰勒斯-N/諾阿衛(wèi)星的微波探測(cè)器( MSU)就是用來解決有云情況下反應(yīng)大氣溫度的,但它的空間分辨率不高,通道少,仍不能較好地解決這一問題。目前正在研制的改進(jìn)型微波輻射計(jì)( AMSU)采用增加微波通道數(shù)和提高空間分辨率的辦法來進(jìn)一步解決這一問題。
衛(wèi)星測(cè)溫的另一問題是精度不夠高,統(tǒng)計(jì)資料表明,在對(duì)流層下部均方根誤差約3K,上部約2K,滿足不了氣象業(yè)務(wù)和科研工作的需要。當(dāng)前的趨勢(shì)是發(fā)展物理反演方法(已經(jīng)投入業(yè)務(wù)應(yīng)用的是統(tǒng)計(jì)方法)和使用更精確的透過率資料來反應(yīng)大氣溫度。水汽是大氣中高度不均勻混合的氣體,它隨緯度、季節(jié)、高度和天氣系統(tǒng)而異,給反應(yīng)大氣濕度分布廓線帶來極大的困難。
目前利用的微米波段探測(cè)資料,能反應(yīng)出大氣在對(duì)流層上都的水汽總含量和水汽分布廓線,但精度不高。利用臭氧在9.6μm的吸收帶可以探測(cè)大氣中的臭氧總含量。正在試驗(yàn)的紫外后向散射儀采用低天底角觀測(cè)方法,增加被測(cè)物質(zhì)的光學(xué)厚度,從而達(dá)到探測(cè)主要位于平流層內(nèi)的臭氧的廓線分布這一目的。
