《卫星气象学》教学大纲.docx

卫星气象学Ⅲ Satellite Meteorology 一、课程基本情况 课程属性：学科基础课 学分：3学分 学时： 48学时（讲课48学时） 课程性质：必修 先修课程：电磁场理论，流体力学，大气探测学，大气物理学，大气辐射学,天气学原理，动力气象学，天气学分析基础 适用专业：大气科学（大气探测方向） 教材：《卫星气象学》，气象出版社，陈渭民编著，2005年第二版 开课院系：大气物理学院大气探测系 二、课程的教学目标和任务 卫星气象学是大气物理本科专业主干课之一，是深入学习应用气象卫星资料和从事卫星气象科学研究的基础。本课程由气象卫星探测原理和气象卫星资料分析应用两部分组成。 通过本课程学习要求重点掌握气象卫星探测的基本理论和原理，学会气象卫星图象资料的定量处理方法以及气象卫星资料在天气分析和预报中的应用。其中气象卫星探测原理、气象卫星图象资料的定量处理既是重点也是难点。 三、教学内容和要求 1．绪论（4 学时） （1）理解气象卫星遥感探测的特点； （2）了解卫星遥感的意义和内容；卫星资料在大气科学和其它领域中的应用；气象卫星发展概况； 考点：遥感，遥感过程，遥感探测概念，遥感探测的分类方法，气象卫星, 卫星气象学概念，第一颗气象卫星与卫星探测的意义，气象卫星观测的特点，卫星遥感观测资料的应用领域, EOS、GOES、FY、TRMM等卫星，全球卫星观测体系 2．卫星运动规律和气象卫星轨道（4学时） （1）了解卫星轨道和卫星在空间的运动规律； （2）理解卫星轨道参数和轨道的摄动； （3）掌握气象卫星轨道的实现及气象卫星的观测； 重点: 气象卫星轨道的实现及气象卫星的观测； 难点:太阳同步轨道的实现； 考点：轨道的进动，卫星圆轨道的实现, 圆轨道卫星运行速度及轨道周期的计算，升交点，降交点，轨道倾角，轨道截距, 星下点，轨道数，气象卫星探测的要求，近极地太阳同步卫星轨道特点，静止卫星轨道特点。 3．卫星遥感辐射理论（10学时） （1）熟悉电磁波谱和辐射度量； （2）熟悉基本辐射定律，太阳短波辐射和地球大气长波辐射与吸收；掌握辐射在大气中的传输过程和辐射传输方程，卫星接收的辐射及卫星遥感方程； （3）掌握气象卫星图象的观测原理。 重点: 大气中的辐射传输过程，卫星接收的辐射及遥感方程，卫星图象的观测原理 难点: 权重函数 考点：比辐射率亮度温度、吸收率、透过率、大气窗、吸收带、反射率，反照率，典型地物反射率特征气象卫星接收到的辐射，晴空红外辐射传输方程推导及内涵，权重函数定义及内涵，多层云时大气中红外辐射传输方程内涵，可见光的辐射传输，可见光云图观测原理，红外云图观测原理，短波红外云图观测原理，水汽图观测原理，卫星观测的波段选择。 4．卫星资料获取、接收和处理（4学时） （1）掌握卫星观测仪器的基本特征；极轨气象卫星观测仪器；静止卫星观测仪器；卫星云图的图象表示和增强处理。 （2）熟悉卫星资料接收设备和处理系统；地面接收卫星资料范围的确定；卫星轨道报格式； （3）了解卫星云图定位网格的计算和制作； 重点: 卫星云图的图象表示和增强处理，分辨率的概念 难点: 卫星轨道升、降交点计算 考点：瞬时视场，像元，信噪比，光谱响应函数，卫星数据预处理(数据定标，辐射订正，几何订正等)，卫星的空间扫描方式，卫星观测仪器基本组成，空间分辨率，时间分辨率，光谱分辨率,温度分辨率，地球静止卫星自旋与扫描观测特点，卫星数据分级，图像处理概念及内容。 5．卫星图象的分析基础（6学时） （1）掌握卫星图象的基本特征；卫星云图识别判据（结构型式、边界形状、范围大小、色调、暗影、纹理）；卫星云图上各类云的识别（卷状云、积雨云、高层高积云、积云浓积云、层积云、层云雾、雨层云、多层云）； （2）熟悉地表特征分析（陆地风沙浮尘沙尘暴水面洋流海水中的涡旋积雪冰）； （3）水汽图象的基本特征和水汽图象上的边界。 重点: 卫星图象的基本特征和各类云的识别，水汽图象的基本特征和水汽图的边界。 难点:水汽图边界。 考点：可见光(0.5-0.6微米)云图的特征，1.6 微米通道的特征,3.9微米通道的特征，长波红外(10.5-12.5微米)云图的特征，水汽图（6.5-7.2um）的特征，卫星云图上识别云的判据，卷状云云图识别，层状云云图识别，积状云云图识别，地表图像识别，冰雪覆盖区识别，水陆地形识别。 6．中纬度天气系统的卫星云图分析（10 学时） (1)熟悉中纬度地区的大尺度云系；带状云系、涡旋云系逗点云系、斜压叶（盾）状云系、变形场云系、细胞状云系、波状云系。 (2)掌握卫星云图上天气系统云系的分析；高空槽、脊，急流云系，高空冷涡，锋面云系，温带气旋云系，副热带高压和地面高压。 （3）水汽图象与大气环流。 重点: 星云图上天气系统云系的分析 难点:逗点云系与涡度场 考点：带