云图简介

青海斟技 ２０１０年第３期

卫星云图分析基础及应用

石秀云

（青海省格尔木市气象局，青海格尔木８ １ ６０００）

摘要：本文概述了气象卫星提供的可见光云图、红外云图、水汽图各自的特点，以及卫星云图识别云的六个判据

和卫星云图上几类云或云与天气现象（地表）的区别，分析表明各种卫星云图资料在中期天气预报、短期天气预报、强对

流天气预报中有着重要的意义。

关键词：卫星云图；图像分析；云的识别；应用

１ 风云二号卫星简介

我国风云二号气象卫星定位于东经１０５。赤道上

空，它提供了以我国中部经度为中心的三分之一个地

球范围内每小时一次的云图资料。这些云图资料填补

了我国西部以及西亚、印度洋上的大范围资料空白，

对天气预报有十分重要的意义。

风云二号气象卫星每小时提供一次云图，在需要的

时候还可进行加密观测。这种高频次的云图资料，可以

有效地监视暴雨、台风等中小尺度灾害性天气系统。

风云二号气象卫星射 的长波辐射资料，提供了

大气中云的信息以及热带地区大尺度环流系统分布的

信息。这些信息揭示了大气中赤道辐合带、副热带高

压等大尺度环流的中期振荡，是中期天气预报的有力

工具。

风云二号气象卫星在亚洲地区第一次提供了水汽

图，水汽输送是大气中产生暴雨的基本条件。水汽图

图１可变因子逐步回归方法主要流程

指导预报基础上建立的可变因子逐步回归方程中，数

值预报和上级气温指导预报起着关键作用。由于本地

日最高气温变化受太阳辐射、降水状况、温度平流等

的影响非常显著，日最高气温的变化幅度大于日最低

气温变化幅度，因此，最高气温的预报平均绝对误差

大于最低气温平均绝对误差。在天气较平稳时的气温

预报效果优于转折性天气状况下的预报效果。

５小结

柴达木盆地南缘与暖湿气流隔绝，年降水量只有

４０～５０ｍｍ，蒸发量却在２５００ｍｍ左右，极度干旱的

气候环境使得降水预报的实际意义大打折扣，气温的

预报就显得更加重要，然而靠传统经验预报方法准确

预报气温难度很大。为了切实提高气温预报的准确

率，对本地气温变化的主要影响因素进行分析，选择

优越的精选因子方案，运用统计预报方法建立优化的

气温预报方程是一条有效途径。

参考文献：

【１］朱乾根，林锦瑞，寿绍文．天气学原理和方法［ＭＩ．北京：气象

出版社，１９８１．

［２】章国材．卫星气象数据广播接收系统培训教材［Ｍ】．北京：气象

出版社，２００１．

【３］施能．气象科研与预报中的多元分析方法【Ｍ］．北京：气象出版

社．】９９５．

【４］杨位钦，顾岚．时间序列分析与动态建模【Ｍ］．北京：北京理工

大学出版社，１９８６．

［５】黄嘉佑．气象统计分析与预报方法【Ｍ】．北京：气象出版社，

２００ＨＤ．

［６】孔玉寿．现代天气预报技术【Ｍ］．北京：气象出版社，２００５．

§Ｉｆ４３

２０１０年第３期 青海斟技

所提供的大气中、高层水汽输送情况对于我国暴雨形

成的分析有着重要的意义。

风云二号气象卫星的主要任务是：

・获取可见光、红外云图和水汽图。

・收集来自海洋漂浮站、无人自动气象站的观测

数据。

・播放展宽数字云图、低分辨率云图和天气图。

风云二号的０２批星装载了多通道可见光红外自

旋扫描辐射计，包含１个可见光和４个红外通道，主

要参数见表１。

表１ 风云二号的０２批星扫描辐射计主要参数

２卫星图像分析基础

２．１可见光云图

可见光云图是气象卫星通过可见光波段（一般是

０．５～０．７ ｍ）探测获得的资料。不同的地表、海洋等

在可见光波段有不同的特征，可见光云图的探测值为

反照率。可见光资料只能在白天使用。

可见光云图是卫星扫描辐射仪在可见光谱段测量

来自地面和云面反射的太阳辐射，并将接收到的地面

目标物反射太阳辐射转换为图像，卫星接收到的辐射

越大，用越白的色调表示，接收到的辐射越小，用越

暗的色调表示。

在可见光云图上，物像的色调决定于反射太阳辐

射的强度。卫星接收到的太阳辐射决定于入射到目标

物上的太阳辐射以及目标物的反照率。入射至目标物

的太阳辐射又与太阳高度角有关。也就是说，可见光

云图上物像的色调与其本身的反照率和太阳高度角有

关。

２．２红外云图

红外云图是通过气象卫星上红外探测器得到的云

图。一切高于绝对零度的物体都会发出红外辐射，气

象卫星通过红外扫描仪可探测物体的温度。红外云图

的优点是不论白天夜间都可以实现连续观测，它的探

测值是物体表面温度的分布情况。

在红外云图上的色调分布反映的是地面或云而的

红外辐射或亮度温度分布。在这种云图上，色调愈

暗，温度愈高，卫星接收到的红外辐射愈大；色调愈

浅，温度愈低，卫星接收到的红外辐射愈小。根据卫

星云图上的色调差异可以估计地面、云面的温度分

布。

４４ §Ｔ

由于可见光云图上物像的色调决定于物体的反照

率和太阳高度角，红外云图上物像的色调决定于物体

的温度，因此，比较这两种云图，外貌上有些相差很

大，有些十分相似。

２．３水汽图

以６．７ ｍ为中心的吸收带是水汽的强吸收带，

在这一带内，卫星接收的是水汽发出的辐射，水汽一

而吸收来自下面的辐射，同时又以自身温度发射红外

辐射。大气中水汽含量愈多，吸收来自下面的红外辐

射就愈多，到达卫星的辐射就愈少。所以由卫星测量

这一吸收带的辐射就能推测大气中水汽含量，由这一

吸收带得出的图像称水汽图。

卫星在水汽通道测量的辐射决定于水汽含量。水

汽越多，透过率越小，卫星接收到的辐射越小，因此

根据卫星测量的水汽辐射可以推算大气中的水汽分

布。

在水汽图上，色调愈白表示大气中水汽含量愈

多，反之就愈少。比较水汽图和红外云图，发现水汽

图有以下特点：①在水汽图上，积雨云和卷云的表现

十分清楚，其特征与红外云图类同；②难以在水汽图

上见到地表和低云（低于８５０ｈＰａ），这是由于其发射

的辐射被大气全部吸收而到达不了卫星；③在水汽图

上的水汽表现远比红外图上的云区要宽广，这是由于

在没有云的地方仍然有水汽存在，因此在水汽图上水

汽区比云区要连续完整；④在水汽图上色调浅白的地

区是对流层上部的湿区，一般与上升运动相联系；色

调为黑区是大汽中的干区，相应大气中的下沉运动。

２．４卫星云图上识别云的六个判据

在卫星云图上，云的识别依据以下六个判据：结

青海斟技 ２０１０年第３期

构形式、范嗣大小、边界形状、色调、暗影和纹理。

２．４．１ 结构形式在云图上，所谓结构形式是指目标

物对光的不同强弱的反射或辐射所形成的不同明暗程

度物像点的分布式样，这些物像点的分布可以是有组

织的，也可以是散乱的，即表现为一定的结构形式。

卫星云图上云的结构形式有带状、涡旋状、团状

（块）、细胞状和波状等。由云的分布形式有助于识别

天气系统，如锋面、急流呈带状云系，台风、气旋

（低压、冷涡）呈涡旋结构等。

２．４．２范围大小在卫星云图上，云的类型不同，其

范围也不同。如与气旋、锋面相联的高层云、高积云

和卷云的分布范围很广，可达上千公里；而与中小尺

度天气系统相联的积云和积雨云的范围很小。因此从

云的范围可以识别云的类型、天气系统的尺度和大气

物理过程。如在山脉背风坡一侧出现排列相互平行的

细云线，就能知道这是山脉背风坡一侧重力波形成

的。

２．４．３边界形状在卫星云图上，各类物像都有自已

的边界形状，所以根据不同的边界可以判别各类物

像。各种云的边界形状有直线的、圆形的、扇形的，

有呈气旋性弯曲的、也有呈反气旋性弯曲的，有的云

（如层云和雾）的边界十分整齐光滑，有的云（积云）

的边界则很不整齐。云的边界还是判断天气系统的重

要依据，如急流云系的左界整齐光滑，冷锋云带呈气

旋性弯曲等。

２．４．４ 色调色调有时也称亮度或灰度，它是指卫星

云图上物像的明暗程度。不同通道图像上的色调所代

表的意义也不同。如可见光云图上的色调与物像的反

照率、太阳高度角有关。对云而言，其色调与它的厚

度、成分（水滴或冰粒子性质）和表面的光滑程度有

关。云的厚度越厚，反照率越大，色调越白，大而厚

的积雨云的色调最白，因此由云的色调可以推算云的

厚度。在相同的照明和云厚条件下，水滴云要比冰云

白。水面的色调取决于水面的光滑程度、含盐量、混

浊度和水层的深浅，一般地说，光滑的水面（风很

小）表现为黑色，水层越浅、水越混浊则其色调越

浅。

在红外云图上，物像的色调决定于其本身的温

度，温度越高色调越黑。由于云顶温度随大气高度增

加而降低，云顶越高，其温度越低，色调就越白。因

此根据物像的温度能判别云的类型或地表类型。积雨

云和卷云的色调最白，夏季白天沙漠地区温度高，色

调很黑。在水汽图上，根据色调可以识别水汽分布，

也能判别积雨云和卷云。

２．４．５暗影暗影是在一定太阳高度角之下，高的目

标物在低的目标物上的投影，所以暗影都出现于目标

物的背光一侧边界处。暗影只能出现于可见光云图

上，它反映了云的垂直分布状况。由暗影可以识别云

的类别。

２．４．６纹理纹理是指云顶表面或其他物像表面光滑

程度的判据。由于云的类型不同、厚度不一，其云顶

或者表面很光滑，或者呈现多起伏、多斑点或皱纹，

或者呈纤维状，因此由云的纹理能识别不同种类的

云。如果云顶表面很光滑和均匀，表示云顶高度和厚

度相差很小，层云和雾具有这种特征；如果云的纹理

多皱纹和斑点，说明云顶表面多起伏，云顶高度不

一

，积状云具有这种特征；如果云的纹理是纤维状，

则这种云一定是卷云。有时候在大片云区中出现有一

条条亮的或暗的、直线的或弯曲的条纹，这些条纹称

“纹路”或“纹线”，这种纹线与云的走向有关，指示

１０００—５００ｈＰａ间等厚度线的走向。

２．５卫星云图上几类云或云与天气现象（地表）的区别

２．５．１ 云与积雪的区分积雪与云在可见光云图上都

表现为白色，容易将它们混淆，从以下几点可将其区

分。

（１）云随时间的变化很快，而积雪随时间的变化

较慢，用不同时间的卫星云图比较可以区分；

（２）积雪分布于地表，其形状具有与地貌特征有

关的某些固有特征，如山脉地区具有树枝状结构，而

云则没有；

（３）在水面与陆地共存的地区，如湖泊、河流、

海岸线等地方，非冻结的水面上一般没有积雪堆积，

而陆地上常有积雪，因此只要熟知水面分布，就易于

区别雪区。

２．５＿２单独的卷云与积雨云的区分在红外云图上，

积雨云与单独的卷云都呈白色，容易混淆。但是单独

的卷云通常有纤维状结构特征，而积雨云表现为块状

的稠密云区，顶部则没有纤维状结构，如果出现，说

明积雨云顶部也出现了卷云。

２．５．３ 多层云与积雨云的区分在可见光云图和红外

云图上，多层云和积雨云都表现成白色，它们的不同

之处是：多层云与天气尺度系统相联，其范围广，尺

度大，呈片状结构；积雨云是中小尺度系统，其尺度

相对要小，块状特征，而且色调更白一点。

§Ｔ４５

２０１０年第３期 青海科技

地震灾害引发的次生环境灾窖

治措施研究

杨赓，冯俊华

（１．南京交通职业技术学院，江苏南京２１１１１８；２．安徽芜湖市环境监测中心站，安徽芜湖２４１０００）

摘要：本文结合汶川地震，对地震灾害引发的次生环境灾害的种类及成因、危害性和复杂性进行了分析，归纳了

国内外防治次生环境灾害的措施和方法，可为今后同类灾害的防范工作提供借鉴。

关键词：地震灾害；次生环境灾害；防治措施

１ 引言

自然规律和历史记录表明，大地震过后往往会产

生诸多次生灾害，如防范不当仍会带来更大的损失，

其中，地震所引发的次生环境灾害尤其应该引起人们

的高度重视…。２００８年５月１２日１４时２８分，四川省

汶川地区发生了里氏８．０级大地震，给当地造成了巨

大人员伤亡和直接的财产经济损失，本文结合这次地

震实际，阐述地震灾害引发的次生环境灾害及其防治

措施。

２地震引发的次生环境灾害的危害性

地震引发的次生环境灾害是指破坏性地震发生后

引发的环境污染事件。受地震破坏后引发的火灾、水

２．５．４密卷云与积云的区别 密卷云和浓积云在可见

光云图上都呈白色一团，但密卷云的云顶高度一致，

在红外云图上都呈白色，而积云在红外图上的色调相

差较大，纹理不均匀，可见光云图上多皱纹。

２．５．５ 中云与层云（雾）的区别 在可见光云图上中

云与层云（雾）都呈白色的片状，中云与高空槽、锋

面、气旋相联，范围大；层云（雾）的尺度要小，而

且其边界光滑整齐。

２．５．６夜间层云和雾与地表的区分有以下几种方

法：

（１）晴空夜间地表的一些固定参照物，如河流、

湖泊、海岸线和山脉等地理目标物都较清楚，当有层

云（雾）覆盖时，则无固定地面目标物。

（２）利用不同通道之间的雾和地表特性进行区

分。

３红外资料在分析强对流天气中的应用

从卫星上测到的红外辐射，在无云的情况下是地

面的辐射，在有云的情况下是云顶的辐射，因而可从

卫星测到的红外辐射判断云顶的温度。

雷暴云中的上升气流强，其云顶比一般云的云顶

要高。通常云顶越高，绝热降温越强烈，因此雷暴云

中上升气流的强弱可以从最低云顶温度及其时间的变

率来推断。

研究表明用两次时间间隔很短的红外观测，根据

４６ §Ｔ

云顶温度降低的速率，可以推算雷暴云中的垂直速

度，该速度值可作为雷暴强度的指标。研究还发现，

只有云顶温度低于对流层顶的温度的雷暴云才会产生

强天气现象，与冰雹的发生存在着正相关。

４结论

（１）风云二号气象卫星每小时提供一次云图，还

可根据需要进行加密观测。这种高频次的云图资料，

可有效地监视强对流、台风等中小尺度灾害性天气系

统。

（２）风云二号气象卫星射出的长波辐射资料，提

供了大气中云的信息以及热带地区大尺度环流系统分

布的信息。这些信息揭示了大气中赤道辐合带、副热

带高压等大尺度环流的中期振荡，是中期天气预报的

有用工具。

（３）风云二号气象卫星在亚洲地区第一次提供了

水汽图，水汽输送是大气中产生暴雨的基本条件。水

汽图所提供的大气中、高层水汽输送情况对于我国暴

雨形成的分析有着重要的意义。

参考文献：

【１】中国气象局科教司．省地气象台短期预报岗位培训教材【Ｍ］．北

京：气象出版社，１９９８．

［２］章国材，等．卫星气象数据广播接收系统培训教材【Ｍ】．北京：

气象出版礼，２００１．

【３］朱乾根，等．天气学原理和方法【Ｍ］．北京：气象出版社，２０００．