《气象卫星的辐射测量及其应用》

绪论1

一、气象卫星的科学意义及其研究任务1

1.测云分析的研究2

2.气象卫星的辐射研究4

二、气象卫星的简单介绍5

1.苏联第二个人造地球卫星5

2.先锋Ⅱ号卫星6

3.探险者Ⅶ号卫星6

前言7

4.泰罗斯气象卫星系统8

一、人造卫星轨道的基本知识13

1.人造地球卫星的椭圆轨道及其变化13

第一章 气象卫星轨道的选择及辐射测量仪器13

第一节 气象卫星轨道的选择13

2.卫星的运行和观测17

二、轨道的选择20

第二节 气象卫星的辐射测量仪器22

一、五通道中分辨能力辐射仪22

二、地球-大气系统辐射差额的测量--球形、半球形和宽角低分辨力辐射仪的测量原理和结构34

1.全方向球形辐射仪和半球形辐射仪34

2.宽角低分辨力辐射仪40

三、红外地平感应器44

1.测量大气臭氧分布的仪器46

四、其他辐射仪器46

2.测定太阳常数的辐射仪器47

3.红外干涉光谱仪48

第三节 卫星辐射测量的一般过程及其他辅助设备49

第二章 地球-大气系统射出辐射场特性的理论研究52

第一节 地球-大气系统短波射出辐射场特性的理论研究52

一、雷莱大气情况下的地球-大气系统短波射出辐射场53

二、二层模式大气的短波射出辐射场59

第二节 地球-大气系统长波射出辐射场的光谱分布和角分布特性64

一、球状折射大气的辐射热传输方程64

二、地球-大气系统长波射出辐射场与天气状况的关系68

1.射出辐射光谱分布与天气状况的关系68

2.射出辐射角分布与天气状况的关系72

三、泰罗斯卫星五通道辐射仪的测量结果82

第三章 气象卫星辐射资料的整理与计算88

第一节 气象卫星辐射资料整理的一般过程88

第二节 射出辐射通量和太阳常数的计算96

一、根据五通道辐射仪测量资料计算射出辐射通量96

二、根据半球形辐射仪测量资料计算射出辐射通量及太阳常数101

三、根据平板状感应器测量资料计算射出辐射通量105

第三节 下垫面温度的确定方法110

一、沃克等的方法111

二、M.C.马尔科维奇的方法113

第四节 大气对太阳辐射吸收的计算114

二、五通道辐射仪的退化和精度的估计116

第五节 气象卫星辐射资料的精确度116

一、辐射资料的地理位置误差116

第四章 地球-大气系统辐射差额及其组成要素的研究120

第一节 理论计算结果120

一、地球行星反射率120

二、长波射出辐射125

三、地球-大气系统辐射差额130

第二节 气象卫星辐射测量的初步结果133

一、地球行星反射率133

二、长波射出辐射138

三、地球-大气系统辐射差额144

第一节 利用卫星辐射测量推求下垫面温度149

第五章 卫星辐射测量资料在气象学方面的若干应用149

一、利用卫星辐射测量资料确定地面温度的某些结果150

二、地面温度日变化的计算155

第二节 射出辐射场的天气利用158

一、云场分析158

二、热带气旋的研究160

三、大尺度天气系统的研究162

四、数值预报方面的应用168

第三节 云顶高度的确定172

一、作温度-高度曲线的方法172

二、气候学方法174

三、光学方法177

四、利用水热平衡方程计算云高180

第四节 利用射出辐射确定大气动力学的能量参数182

第六章 气象卫星辐射测量在确定大气成分和大气结构中的应用187

第一节 利用卫星对太阳短波辐射测量确定大气臭氧含量及其垂直分布187

一、利用卫星对反射太阳辐射的测量推算O3垂直分布的方法190

1.大气中仅存在一种辐射削弱物质时的情况190

2.多种大气物质削弱时的情况194

3.“回声”通讯卫星的测量结果195

二、利用卫星携带辐射仪直接测量太阳辐射来推算O3的方法197

三、根据卫星对行星地球紫外散射辐射的测量推算O3分布的探讨198

1.太阳和卫星都在天顶方向，并且忽略大气分子散射时方程的解200

2.一般情况下方程的解202

第二节 利用卫星对地球-大气系统长波射出辐射的测量推算大气成分和结构的理论探讨204

一、利用卫星辐射测量推求大气的成分和结构的基本方程204

1.大气温度、温度递减率和动力稳定度垂直分布的确定204

2.辐射气体混合比的垂直分布的确定207

3.地面或云面气压的确定207

4.大气层内部有效辐射通量的确定208

5.长波辐射变温率的确定211

二、拉普拉斯变换反演运算的方法213

1.分层积分的近似解法214

2.多项式展开的近似解法215

三、光谱重迭区的订正和温度效应的订正219