TÌM HIỂU VỀ MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC KÊNH PHỔ VỆ TINH KHÍ TƯỢNG VÀ CÁCH XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT BIỂN BẰNG VỆ TINH KHÍ TƯỢNG

TÌM HIỂU VỀ MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC
KÊNH PHỔ VỆ TINH KHÍ TƯỢNG
VÀ
CÁCH XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT BIỂN
BẰNG VỆ TINH KHÍ TƯỢNG


I. Những hiểu biết về hệ thống vệ tinh khí tượng toàn cầu
1.Giới thiệu ngắn gọn về MSG (Meteosat Second Generation)

Hệ thống quan trắc toàn cầu


Hệ thống quan trắc toàn cầu bao gồm:
+ Các thiết bị quan trắc mặt đất và cao không.
+ Các quan trắc bằng máy bay, tàu, phao, ra đa và các vệ tinh khí
tượng.
+ Số liệu sau khi đã được phân tích từ máy bay, tàu thủy bóng
thám khơng, radar, vệ tinh được chuyển về các trung tâm lưu trữ
số liệu, được cất trên các máy tính.
Vệ tinh quĩ đạo cực và vệ tinh địa tĩnh
+ Vệ tinh quĩ đạo cực POES (polar orbiting satellite) bay trên độ
cao khoảng 800km so với bề mặt đất
+ Ghi hình và chuyển tồn bộ số liệu về thiết bị xử lý mặt đất.
+ Trên thế giới hiện nay người ta dùng 2 vệ tinh quĩ đạo cực.


+ Vệ tinh địa tĩnh GOES (geostationary satellite) có quĩ đạo nằm
trùng với mặt phẳng xích đạo tại độ cao khoảng 36000km.
+ Đặc điểm của vệ tinh này luôn chụp hình ảnh và số liệu của
một vùng cố định trên trái đất, nó có vận tốc quay bằng vận tốc

góc trái đất vì vậy nó gọi là địa tĩnh.
+ Nó chụp hình và mơ tả lại các q trình khí quyển, hạn chế của
nó là nó nằm trên cao nên độ phân giải không gian bị hạn chế.


 

Spectral
Band (µm)

Channel No.

Characteristics of Spectral Band (µm)
λmin

λmax

Main observational
application

 

 

 

λcen

 

1

VIS0.6

0.635

 

2

VIS0.8

0.81

0.74

0.88

Surface, clouds, wind fields

 

3

NIR1.6

1.64

1.50

1.78

Surface, cloud phase

 

4

IR3.9

3.90

3.48

4.36

Surface, clouds, wind fields

 

5

WV6.2

6.25

5.35

7.15

 

6

WV7.3

7.35

6.85

7.85

Water vapor, high level
clouds, atmospheric
instability
Water vapor, atmospheric

 

7

IR8.7

8.70

8.30

9.1

Surface, clouds, atmospheric

instability

 

8

IR9.7

9.66

9.38

9.94

Ozone

 

9

IR10.8

10.80

9.80

11.80

Surface, clouds, wind fields,
atmospheric instability

 

10

IR12.0

12.00

11.00

13.00

Surface, clouds, atmospheric
instability

 

11

IR13.4

13.40

12.40

14.40

Cirrus cloud height,
atmospheric instability

 

12

HRV

Broadband (about 0.4 – 1.1 µm)

0.56

Bảng 1: Dải sóng, đặc tính và ứng dụng của các kênh phổ

 
0.71

Surface, clouds, wind fields

instability

Surface, clouds

 


Kênh phổ mặt trời
Kênh cửa sổ (bức xạ trong dải sóng này khơng bị
suy yếu bởi hấp thụ của mơi trương)
Kênh hơi nước
Kênh ozone

Kênh CO2


KÊNH PHỔ MẶT TRỜI
Ch01: 0.6 µ
Ch02: 0.8 µ
Ch03: 1.6 µ


KHOẢNG PHỔ BỨC XẠ MẶT TRỜI VÀ TRÁI ĐẤT
Nhỏ hơn 5 µm bức xạ mặt trời chiếm ưu thế
Lớn hơn 5 µm bức xạ trái đất chiêm ưu thế
Ch01, 02, 03: bức

xạ mặt trời
Ch04: cả bức xạ mặt trời và trái đất
Ch 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11: bức xạ bề mặt đất
Sun radiation

Earth radiation

Watt/
m2
and
micron

only
VIS

VIS +

IR

only
IR


Channel 12
Channel 3

Channel 1

Channel 2

Comparison of soil reflectance in the three VIS channels
Comparison of leaf reflectance in the three VIS channels

Figure 3a


Ứng dụng của các kênh phổ này
Nhận ra các khu vực có mây
Nhận ra tuyết và băng
Phân biệt mây nước và mây băng
Nhận ra các đặc tính của bề mặt trái đất (đất, thảm
thực vật)


SO SÁNH 2 KÊNH PHỔ ch01 (0.6) và ch02 (0.8)

VIS 0.6 và VIS 0.8: quan sát mây

Cả 2 kênh phổ đều
phát hiện ra mây do
các mây phản xạ mạnh
bức xạ mặt trời

Ch01: 0.6 µ

Ch02: 0.8 µ


Ch01:0.6

Different greyshades: different reflectivity:
white: optically thick cloud
grey: transparent cloud
white: snow
grey to darkgrey: land
black: sea


Ch02:0.8

Different greyshades: different reflectivity:
white: optically thick cloud
grey: transparent cloud
white: snow
lightgrey to grey: land
black: sea

VIS 0.6 và VIS 0.8: quan sát bề mặt đất
Kênh 0.8 nhận biết dạng bề mặt tốt hơn kênh

Ch01: 0.6

0.6 do phản xạ bề mặt ở kênh này tốt hơn

Ch02: 0.8

0.6

0.8


VIS 0.6 and VIS 0.8: transparent cloud

Quan sát mây trong suốt
bằng kênh 1 (0.6) tốt hơn
trong kênh (0.8) bởi trong
kênh này bề mặt phản xạ ít
hơn


Ch01:0.6
Different greyshades:
different reflectivity;
earth: dark

Only signals from
reflected solar radiation


Ch02:0.8
Different greyshades:
different reflectivity;
earth: grey;
higher reflectance of
earth surface than in 0.6

Transparent clouds:
Only signals from
reflected solar radiation


Ch01:0.6
Different greyshades:
different reflectivity;
earth: dark

Transparent clouds:
better visibility in 0.6
because of less surface
reflectance


XEM XÉT KÊNH 03 (1.6)

Sự hấp thụ khác nhau giữa pha băng và nước của kênh 1.6
Hấp thụ mạnh hơn trong pha băng


NIR 1.6: cloud
Biểu hiện khác nhau trên ảnh giữa pha băng và pha nước do khả năng hấp thụ của 2 pha này là khác
Mây nước: màu trắng
Mây băng: màu đen

icecloud

watercloud


Phản xạ khác nhau giữa mây băng và mây nước trong kênh 1.6 µ
0.6

0.8

1.6

Cloud: high
reflectivity

Snow/Ice: low
reflectivity


So sánh mức độ phản xạ của mây băng và
mây nước giữa 3 kênh 0.6, 0.8 và 1.6

No difference between
snow/ice and water clouds

0.6

0.8

1.6

Big difference between
snow/ice and water clouds


NIR 1.6: Snow
Snow: Different appearance of water clouds above snow and ice
Snow + Ice: black
Water clouds: white

white lines:
low cloud
Snow in Alps