浅谈气象卫星的观测频道

撰文：江伟     2014年6月  

卫星图像是监测大范围天气不可或缺的工具。在缺少固定天气观测站的海上，卫星图像提供的天气数据更是弥足珍贵。现今的气象卫星普遍配有不同的感应器，接收多个电磁波频道的讯号，其中最常用的是可见光及红外光频道。

可见光频道感应器接收从地表及云顶所反射的太阳光，就如同在太空为地球拍照片一样。由于需要太阳光，可见光卫星图像只能在日间拍摄，但有较高的分辨率，能显示较为细致的云团结构，有助分析天气状况(图一)。

红外光频道感应器接收从地表及云团所散发的热辐射，透过分析热辐射的辐射量便能得知观测物(如云团)的温度。由于大气对流层的温度通常随高度增加而下降，高云温度一般较低，所以其发放的热辐射量亦会较少。因此，我们可以利用红外光卫星图像来分辨云层顶的高低，并可藉此分析强对流天气的变化和估算热带气旋的强度等(图二)。

 

红外光的感测更可根据其波长而细分成多个较窄的频道。不同大气成分例如水汽和尘粒等对不同波长的红外光的反射和吸收率都有所分别。透过分析这些频道的数据，便可更清楚地了解监测范围内的天气，例如沙尘及火山灰(图三)、或强对流天气(图四)等。现时中国的风云二号卫星及日本的MTSAT卫星都有四条红外光频道，而下一代的中国风云四号卫星和日本向日葵卫星会增加多条红外光频道，提供更多大气数据，将有助更仔细和准确地分析天气状况。