这些都是气象卫星上搭载的遥感传感器或卫星系列,主要用于获取大气、地表的温度、湿度、辐射等观测数据,是数值天气预报、气候监测的重要数据源。
1. 微波传感器(Microwave Sensors)
这类传感器通过接收微波波段的辐射信号,可穿透云层、降水,获取大气垂直温度、湿度剖面等关键数据,适合全天候观测。
AMSU-A(Advanced Microwave Sounding Unit-A)
- 全称“先进微波探测单元-A”,是NOAA系列极轨卫星(如NOAA-15至NOAA-19)和欧洲METOP卫星搭载的核心微波传感器。
- 作用:测量大气中微波辐射,反演从地表到平流层的温度剖面,以及部分地表参数(如海面温度)。
- 特点:包含15个通道,覆盖50-57GHz和89-90GHz频段,对大气温度敏感。
AMSU-B(Advanced Microwave Sounding Unit-B)
- 与AMSU-A配套的微波传感器,主要用于探测大气湿度。
- 作用:通过5个通道(183GHz附近)测量大气中水汽的微波辐射,反演对流层中上层的湿度剖面。
- 现状:部分卫星中已被MHS替代。
MHS(Microwave Humidity Sounder)
- 全称“微波湿度探测器”,是AMSU-B的升级替代产品,搭载于NOAA-N系列、METOP等卫星。
- 作用:专注于大气湿度探测,通过6个通道(183GHz和220GHz频段)更精准地反演水汽垂直分布,尤其适用于热带地区和强对流天气监测。
ATMS(Advanced Technology Microwave Sounder)
- 全称“先进技术微波探测器”,是新一代微波传感器,搭载于美国Suomi NPP、NOAA-20等卫星。
- 作用:整合了AMSU-A、AMSU-B和MHS的功能,包含22个通道,覆盖从23GHz到183GHz的频段,可同时获取温度和湿度剖面,精度和稳定性更高,支持数值天气预报模式的精细化应用。
2. 红外传感器(Infrared Sensors)
通过接收红外波段的辐射信号,反演大气温度、地表温度、云顶高度等,但受云层影响较大(需晴空或薄云条件)。
- HIRS-3/4(High-resolution Infrared Radiation Sounder-3/4)
- 全称“高分辨率红外辐射探测器-3/4”,是NOAA、METOP等极轨卫星搭载的经典红外传感器,HIRS-4是HIRS-3的升级版。
- 作用:通过20多个红外通道(覆盖3.7-15μm)测量大气和地表的红外辐射,反演大气温度、湿度剖面,以及云量、臭氧等信息。
- 特点:分辨率较高(约10公里),是红外遥感中应用最广泛的传感器之一。
3. 静止卫星系列(Geostationary Satellites)
- GOES(Geostationary Operational Environmental Satellite)
- 全称“地球静止业务环境卫星”,是美国NOAA运营的静止卫星系列(目前最新为GOES-16/17/18,属于GOES-R系列),位于赤道上空约3.5万公里处,可固定观测西半球(美洲、大西洋、太平洋)。
- 搭载传感器:包括ABI(Advanced Baseline Imager,先进基线成像仪,多通道可见光/红外成像)、GLM(Geostationary Lightning Mapper,地球静止闪电 mapper,监测闪电活动)等。
- 作用:实时监测云系、风暴、火灾、火山等天气和环境现象,提供高时间分辨率(分钟级)的图像,是短时临近预报(如强对流、飓风)的关键工具。