遥感教程第16-10a页

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截至2002年7月。Aqua已成功发射,但截至目前,仅发布了有限的图像或其他数据。本页将随着资料的提供而充实。同时,这是该计划的简要概述,并进一步了解欧洲航天局卫星envisat,它是Terra和Aqua对的伴侣,但也配备了补充地球观测所需数据的传感器:


Aqua现在可以运行;envisat

2002年5月4日凌晨2时55分,一枚德尔塔II火箭从范登堡空军基地成功发射了位于Aqua的EOS旗舰的下午段(PM)。这是一幅艺术家画的宇宙飞船:

Aqua的初始轨道为705公里(438英里),平均赤道穿越时间(向北)为下午1:30。它的任务是通过在当天晚些时候提供数据来补充Terra观测;然而,Aqua上的新传感器的设计主要是为了获取感兴趣的信息 气象学家海洋学家 . 目标是更好地了解地球的水循环,因为这些传感器将改进全球降水和蒸发、辐射平衡、大气湿度和温度、土壤湿度等方面的数据。总体目标是整合水研究更全面地了解世界环境。Aqua的三个东道主是美国、日本和巴西,尽管其他国家是亲密的伙伴。

Aqua在近地极低地球轨道上携带六种最先进的仪器。这六种仪器是由JPL公司管理的大气红外探测仪(AIRS)、先进的微波探测仪(AMSU-A)、巴西湿度探测仪(HSB)、先进的EOS微波扫描辐射计(AMSR-E)、中分辨率成像分光辐射计(MODIS)和云A。地球辐射能系统。每一个都有其独特的特点和能力,而且这六个要素共同构成了一个强大的地球观测包。关于这些传感器系统的信息相当复杂,此处不作总结,但鼓励读者查阅 Aqua Home Page .

几个月后完成仪器测试阶段,之后Aqua开始运行。(在此期间出现了一些小故障。)Aqua团队发布的第一张图片是这对AMSR-E,它在6月2-4日提供了改善的海面和亮度温度(整合了三天的数据):

AMSR-E也被用来定位和测量大陆上的降雨量。这组数据图显示了2002年6月5日,美国气象局的陆基Nexrad多普勒雷达和TRMM在同一小时内同时进行的测量(见第页)。 14-5 )三小时后,与相应的nexrad读数。空间和地面测量值分别为0.31和0.29 mm/hr。

AMSR-E and TRMM determinations of rainfall distribution on the night of June 5, 2002, both compared with NEXRAD scans from the ground.

将微波应用于地表的一个非常重要的任务是检测土壤湿度和估算其含量。这是2001年6月由AMSR确定的全球土壤湿度广义变化图。

第二个“公开”数据的传感器是CERE。我们在上一页已经描述了这个传感器。回想一下,CERE测量的是太阳的热辐射和被太阳加热的地球表面的热。以下是2002年6月22日拍摄的以北美为中心的另一对图像:

然后,在7月6日,空气(大气红外探测器)组的图像被释放。构成这台仪器的传感器被设计成沿着垂直剖面测量温度,从而得出大气的三维地图。第一张图片是亚洲热带气旋华马孙的可见视图:

同时发布的是从意大利东到土耳其,南到北非海岸的Airs集团传感器的图像。这是从AIRS本身获得的可见图像:

AIRS group Visible image of the Mediterranean area of Europe/Asia.

作为一个连续的地理参考,在这个可见的视图下面是:

1)11微米处的空气红外图像,测量表面和云的温度。

AMSU temperatures

2)在31.4 GHz微波下感应到的AMSU(先进微波探测装置)温度图

3)由150 GHz下运行的传感器制成的HSB(湿度发声器,由巴西开发和操作)地图,设计用于获得对流层中的温度,并对湿度、降水和冰晶敏感;其旱地温度接近空气温度。

从上述三组数据中获得的三维大气图现已发布。这里是地中海西部(法国在左边,北非在右边),底部显示为景观图像,8公里和12公里处的大气层显示为最热的红色和最冷的紫色。

AMSU测量微波区域的表面发射率和大气发射率。这些反过来又被用来计算温度。2000年9月下旬飓风伊西多尔通过之前和之后,美国东半部的这些观测(这些数据由16天的Aqua轨道重复周期决定),为该传感器的最终产品提供了极好的说明。左边的图片是在9月12日获得的,右边的图片是在飓风登陆后的第28天获得的。

气温升高的范围从较冷的蓝色到最热的红色。在右图中,密西西比河流域周围的蓝色主要是由于表层土壤吸收了来自飓风的水(看起来更北是一个蓝色区域),因此降雨对这些土壤的冷却效果降低了发射率。在下面的图片中,通过从第一幅AMSU图像中减去第二幅图像确定的温度差异显示了一幅新的地图,其中,蓝色和红色的飓风冷却效果突出显示了一个温度较高的区域。 在空中 在卡罗来纳州很明显:

AMSU temperature difference map.

第一批modis图像于2002年6月底发布。接下来展示的是6月24日拍摄的一张自然色彩的modis图片,它显示了从俄勒冈州北部到墨西哥边境的西海岸各州。红点是俄勒冈西南部克拉马斯山脉和该州其他地方的活跃野火。北加利福尼亚的大部分云实际上是一个浓雾层。

MODIS natural color image of Oregon and California (Nevada inland) taken on June 24th, 2002 during a time of several major (100000 acres plus) wildfires (in bright red).

Terra和Aqua上的modis测量了CO。2 整个2002年。从碳循环的知识(第页 16-4 )合作关系s 植被(陆地和海洋)中的固定量,可以在一年中的不同时间测量生产力。下面的第一对图显示了当年6月和12月全球生产力的分布。下一张图显示了该年的净生产率。

Primary Productivity (as a function of kg/sq.km) worldwide at the end of June and December 2002, based on MODIS data

Net Primary Productivity for the year 2002.

EOS计划中的其他卫星现在正在运行。ICESAT(冰、云和陆地实验卫星),其唯一的仪器是GLAS(地球科学激光高度计系统)和SORCE(太阳辐射和气候实验),均于2003年成功发射,但数据仍将公布。

ENVISAT

我们之前描述了欧空局(欧洲航天局)的环境导向计划,其环境卫星是第一颗卫星,靠近第二页。 Overview 。有关详细信息,请参阅,envisat也于2002年5月推出。欧空局声称他们的卫星是EOS家族中最大的卫星,拥有最多的传感器。在这个艺术家的画中数数这些-你应该找到10。这些在 Envisat Web Site .

envisat中的几个图像显示在教程的其他位置。两个优秀的Meris(中分辨率成像光谱仪)图像被发现在 Overview . 下面是另一幅梅里斯宽幅图像,展示了法国、阿尔卑斯山和德国上空的云库:

作为一个有着强烈环境信息的场景的例子,这幅Meris图像描绘了非洲西海岸,包括塞内加尔的一部分。卡夫林河三角洲植被茂密,有咸水海岸植被。达喀尔位于最西端半岛的尽头。注意河流的沉积物。

AATRS(先进的沿轨扫描辐射计)获取的数据主要用于确定海面温度。但有几个波段可以在类似假彩色合成物的图像中进行处理。它们看起来很“有趣”,因为它们的延伸(沿着轨道),但它们的优势是一次连续拍摄“照片”。这里有一个从肯尼亚开始,在苏伊士湾对面的西奈半岛结束;为了更好地适应这一页,它已经转了90度,使北向东。

我们在第8节中看到了一些ASAR(高级SAR)图像, page 8-7 . 这是另一幅图,展示了柏林南部的易北河,由于使用了几种波段模式,所以采用了彩色。

许多ASAR图像都是黑白的。这是一张阿根廷巴塔哥尼亚的照片,安第斯山脉在左侧(西部):

作为envisat环境效用的一个例子,我们再次回顾了西班牙西北部加利西亚的东大西洋漏油事件,该事件发生在2002年11月,当时油轮威望沉没,其大部分货物为2500万桶石油。大约有150万人逃走了,一些人到达了海岸海滩,如这幅阿萨尔图片所示。

ASAR (radar) image of the oil spill off the Spanish coast in late 2002.

与其他几个同时安装可见近红外传感器和雷达的卫星一样,这些图像可以结合在一起。下面的三个面板显示了科西嘉岛和撒丁岛的部分地区,位于提拉尼亚海和意大利西海岸,就在罗马北部。左面板是ASAR雷达图像;中央面板由Meris图像制成。右面板是两种颜色的注册组合——水上的红色区域是雨云;陆地上的红色不是植被,但在使用的波段组合中,这种颜色与植被贫瘠的陆地区域一致。

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Mitchell K.Hobish博士,顾问(mkh@sciential.com