小聪出门前,妈妈让他带上雨伞,说:“今天有雨,天气预报说的,赶紧带上伞!”
小聪感到莫名其妙:“大好的天呢!怎么可能有雨!”但小聪一向听话,反正书包里多一把雨伞也不至于妨碍出行,所以就带上了!
中午的时候,骤然间下起一阵大雨。幸好小聪带了雨伞,才避免变成一只落汤鸡。回到家里,小聪立即拽住妈妈的手,要妈妈帮他解开心里的疑问:“天气预报是怎么准确预测天气的?”
妈妈耐心地开始讲解。
原来,天气预报靠的是气象卫星,气象卫星是指从太空对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星。卫星载着各种气象遥感器,接收和测量地球及其大气层的可见光、红外和微波辐射,并将其转换成电信号传送给地面站。地面站将卫星传来的电信号复原,绘制成各种云层、地表和海面图片,再经进一步处理和计算,得出各种气象资料。
气象卫星由于轨道不同,可分为两大类,即:太阳同步极地轨道气象卫星和地球同步气象卫星。由于前者是逆地球自转方向与太阳同步的,因此被称为太阳同步极地轨道气象卫星。太阳同步极地轨道气象卫星的飞行高度约为600~1500千米,每隔12小时它就可以获得一份全球的气象资料。后者与地球保持同步运行,相对于地球是不动的,故被称作静止轨道气象卫星,又称地球同步轨道气象卫星。地球同步气象卫星运行高度约35800千米,其轨道平面与地球的赤道平面相重合。只需要5颗这样的卫星,就可形成覆盖全球中、低纬度地区的观测网。
太阳同步极地轨道气象卫星和地球同步气象卫星各有所长。两者在气象预测过程中,拍摄重要的卫星云图时主要运用两种形式:一种是借助于地球上物体对太阳光的反射程度而拍摄的可见光云图,限于白天工作;另一种是借助地球表面物体温度和大气层温度辐射的程度,形成红外云图,可以全天候工作。
那么,聪明的气象卫星观测的内容包括什么呢?主要有:卫星云图的拍摄,云顶温度、云顶状况、云量和云内凝结物相位的观测,陆地表面状况的观测,如冰雪、风沙以及海洋表面状况的观测,如海洋表面温度、海冰和洋流等,大气中水汽总量、湿度分布、降水区和降水量的分布,大气中臭氧的含量及其分布,太阳的入射辐射、地气体系对太阳辐射的总反射率以及地气体系向太空的红外辐射,空间环境状况的监测。
这些观测内容有助于我们监测天气系统的移动和演变,为研究气候的变迁提供了大量的基础资料,也为空间飞行提供大量的环境监测结果。
天气预报有时预测不准,其原因是:虽然地球同步轨道气象卫星“目不转睛”地注视着天气变化,但是它离地面的距离是35800千米,非常遥远,分辨力有限;而太阳极地轨道气象卫星的高度是600~1500千米,离地球稍近,但是它的云图是拼接而成的,在观察一个特定区域时,相当于卫星有“眨眼睛”的毛病,很多时候天气变化就在“眨眼间”发生了。另外,如果有云层覆盖,就难以观察并测算植被、水体、沙尘的面积和强度等。而且由于云层会掩盖很多“秘密”,因此气象卫星有时也会失误。