遥感教程第14-5页

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Both military and civilian meteorological satellites have been operating in space for almost four decades. Some are specialized, with particular mission goals or objectives to measure parameters not routinely determined by the main stable of metsats. ESSA is a series of 9 satellites making environmental observations, including weather phenomena. The military DMSP series looks at Earth both in the Vis-NIR and the thermal regions. It is tailored to provide data that support military operations, with direct data readout available to personnel worldwide. One of its sensors, the SSM/I senses microwave radiation relevant to both cloud and rainfall conditions. TRMM is a joint U.S./Japan satellite capable of global coverage of rainfall, particularly in the Tropics.

ESA、DMSP、SSM/I；TRMM


美国第一批致力于常规操作（而非部分实验性操作）的气象卫星是环境科学服务局的ESSA 1-9系列飞机（由美国海岸和大地测量局和国家气象局作为NOAA的前身，其本身是1970年被国会特许成为包括其他机构在内的伞形组织）。从1966年2月3日开始，到1969年2月26日结束的ESA小组发展成为当前的NOAA系列。AVCSS和APTS是主要的传感器。
飓风和旋风是ESA从早期到最后阶段的发展和移动过程中经常监测到的特殊目标，我们将在本节后面详细讨论。这是1966年9月1日飓风“信仰”向北卡罗莱纳海岸哈特拉斯角移动时拍摄的照片。

ESSA image of Hurricane Faith, September 1 1966.

` <>`__14-12 ： 这张照片里缺少什么？ **ANSWER**

美国空军气象学项目对其军事行动至关重要，从1966年9月16日发射第一颗国防气象卫星项目（DMSP）卫星开始。主要仪器是操作性线扫描系统（OLS），它在可见光和热红外（TIR）区域成像。这个程序涉及多个系列的多次发布，今天仍在继续，它的大部分数据都被解密。下面是1995年9月5日发生在墨西哥西海岸的东太平洋飓风亨里埃塔的TIR图像。

DMSP TIR image of Hurrican Henrietta, September 5 1955.

后来，DMSP还携带了特殊的传感器微波成像仪（SSM/I），它测量19.36、22.23和85.5GHz的垂直和水平极化辐射，以及37.0GHz的水平极化辐射。这是根据1996年7月9日信道2数据得出的全球亮度温度图：

DMSP SSM/I global brightness temperature map, July 9 1996.

该传感器是SMMR的近亲，可检测降雨和云层，如世界地图所示，显示1987年9月3日根据SSM/I数据确定的总可降水量（g/cc）：

` <>`__14-13 ： 为什么上面地图上的绿色在哪里？ **ANSWER**

在一整年的过程中，我们可以平均SSM/I读数，以提供一个全球地图，总结年降雨量（单位：毫米），如本例所示：

第一颗主要任务是测量降水量的卫星是热带降雨测绘任务（TRMM），这是美国（NASA）和日本（国家空间发展局：NASDA）的联合研究项目。TRMM的一个基本目标是估算通过大气中水汽凝结释放的潜热（状态变化产生的热量），特别是在赤道热带辐合带（ITCZ）。TRMM是一个大型航天器，由一个联合工程团队在美国宇航局戈达德航天飞行中心建造，并于1997年11月27日在日本成功发射。TRMM天文台有三个主要仪器：

  1. i.日本制造的降水雷达（PR）测量三维降雨分布。该雷达是一种电子扫描雷达，工作在13.8GHz，使用水平极化与129开槽波导天线。它在最低点的水平分辨率为4.3公里（2.7英里），扫描宽度为220公里（137英里）。

  2. 二。多通道微波辐射计（TMI）收集了综合柱、降水量、面积分布和强度等数据。TMI的工作频率为5个频率，范围为10.65 GHz（45 km [28密] 空间分辨率）至85.5 GHz（5 km [3.1密] 决议）。四个频率的双极化提供九个通道。在65度扫描角度下，铺条宽度为760公里（472英里）。

  3. iii.可见红外扫描仪（VIRS）提供高分辨率（2.1 km） [1.3密] 在最低点）有关云量、云类型和云顶温度的信息，即辐射计，工作波长为0.63、1.6、3.75、10.8和12.0 mm。

此外，航天器的载荷还包括能够探测与主动降雨有关的闪电的闪电成像传感器（lis）（波长为0.777 mm），以及云和地球辐射能系统（ceres），一种宽带扫描式辐射计，设计用于测量表面反射和发射的辐射能和F。或者大气及其成分。

这个低海拔（350公里）的目标 [217密] ）非太阳同步（进动）卫星将提供超过500 x 500公里网格的月降水数据，特别是热带海洋区域。正在开发一个地面站网络，以产生确证的地面实况。你可以在这里找到更多关于这艘飞船及其产品的信息和更新。 NASA Goddard TRMM Home Page .

到1997年12月，TRMM的调查人员向网络发布了第一批图像。我们在这里复制了三个具有代表性的，您可以通过上面的URL访问其他人。第一个比较了由TRMM的TMI传感器（左）和当前DMSP卫星上的SSM/I同时获得的夏威夷群岛的图像。TMI分辨率的提高是显而易见的。这些岛屿大部分被局部降雨（红色）所覆盖。

Comparison of rainfall measurements in the Hawaiian Islands as made by TMI on the TRMM satellite (left) and SSM/I on a DMSP satellite.

第二张图片显示了12月初冲绳南部西太平洋的台风帕姆。成像云顶呈灰色，平投影中的颜色代表相对降雨强度。侧视图（横截面）是数据的外推，用于指示云团内的降雨分布。

|左上角：日本冲绳南部正在发展的降雨系统的TRMM图像；左下角：对于上图中的条件，计算出降雨和云层的分布；右上角：冲绳附近完全发展的气旋的TRMM图像；右下角：对于上图中的条件，降雨和云分布。|

下一张图片是几天覆盖的合成图，显示了12月部分时间的全球降雨量。主要的云团是白色的，中等或间歇降雨的区域是紫色的，较重的降雨是红色、黄色和绿色的。你能在这张图片中找到一个小飓风吗？

` <>`__14-14: In several parts of the world, there are long, linear patterns of purple rainfall. Suggest a possible explanation. Can you locate a small hurricane in this image? **ANSWER** ****

TRMM的主要成就之一是能够在短时间内测量选定区域的累积降雨量。2003年春季东南部非常潮湿，龙卷风数量高于正常值。在这张降雨图中，TRMM确定，田纳西州以及邻近阿拉巴马州和乔治亚州的部分地区在5月初的6天时间里，降雨量高达16英寸。

TRMM现在能够生成有效的洪水预报地图。这些地图以红色标出24小时内土地面积为1.5英寸或更大的区域。反过来，它们可用于预测暴雨后3天和7天可能出现的洪水情况。这是2003年5月2日的全球降雨量地图（红色大于1.5英寸）：

主要作者：Nicholas M.Short，高级电子邮件： nmshort@nationi.net