淺談氣象衛星的觀測頻道

撰文：江偉     2014年6月  

衛星圖像是監測大範圍天氣不可或缺的工具。在缺少固定天氣觀測站的海上，衛星圖像提供的天氣數據更是彌足珍貴。現今的氣象衛星普遍配有不同的感應器，接收多個電磁波頻道的訊號，其中最常用的是可見光及紅外光頻道。

可見光頻道感應器接收從地表及雲頂所反射的太陽光，就如同在太空為地球拍照片一樣。由於需要太陽光，可見光衛星圖像只能在日間拍攝，但有較高的分辨率，能顯示較為細緻的雲團結構，有助分析天氣狀況(圖一)。

紅外光頻道感應器接收從地表及雲團所散發的熱輻射，透過分析熱輻射的輻射量便能得知觀測物(如雲團)的溫度。由於大氣對流層的温度通常隨高度增加而下降，高雲温度一般較低，所以其發放的熱輻射量亦會較少。因此，我們可以利用紅外光衛星圖像來分辨雲層頂的高低，並可藉此分析強對流天氣的變化和估算熱帶氣旋的強度等(圖二)。

 

紅外光的感測更可根據其波長而細分成多個較窄的頻道。不同大氣成分例如水汽和塵粒等對不同波長的紅外光的反射和吸收率都有所分別。透過分析這些頻道的數據，便可更清楚地了解監測範圍內的天氣，例如沙塵及火山灰(圖三)、或強對流天氣(圖四)等。現時中國的風雲二號衛星及日本的MTSAT衛星都有四條紅外光頻道，而下一代的中國風雲四號衛星和日本向日葵衛星會增加多條紅外光頻道，提供更多大氣數據，將有助更仔細和準確地分析天氣狀況。