气象与水的牵绊

　　气象是发生在天空中的风、云、雨、雪、霜、露、虹、晕、闪电、打雷等一切大气的物理现象，与水有着密切的联系。“水之至，万物生”，淡水是我们的生命之源，但其中大多数分布在南极洲以及存储于格陵兰岛的冰层、高山冰川和永久冻土冰层中，还有难以直接利用的土壤水分、深层地下水。可利用的淡水资源仅为江河湖泊和地下水中的一部分。

　　水具有较大的时空变异性，过多或过少都可成为灾害。土壤水、地表水、地下水受气候条件、植被地形以及人类活动的影响，借助太阳辐射带来的能量，经蒸发、蒸腾作用传递至大气，再由气流的抬升、温度降低等过程凝结后，以雨雪的形式降落至地表，流入江河湖泊到海洋，使得陆面和大气之间的水循环构成了全球大气海洋陆地耦合系统。

高高在上看水文

　　卫星高高在上，究竟是如何“看到”地球水文状况的呢?原来，不同的水体以及水体中的泥沙、矿物质、氧化物等，还有地表不同的土壤、岩石、植被等下垫面条件，在可见光、近红外、热红外、微波等波段上都具有独特的光谱特性。由于各自性质和所处环境不同，这些物质所具有的辐射、反射和吸收电磁波的能力也不同。探测和分析这些电磁波信息，便能识别目标物特性及其变化。

　　例如，在可见与近红外波段，根据水体和周围环境对不同波长的太阳光反射强度的差异，可以对水体进行某一波段或多波段摄影，估算水体的形态和分布，并以此进行流域水系勘测和制图。通过比较不同时期的图片，便可监测水体变化和水系变迁。

　　在中、远红外波段，根据水体和周围环境的辐射强度，卫星可以利用携带的红外扫描仪或红外辐射计等探测仪器获得被研究水体的温度分布，这种方法不论是在白天还是夜间都能进行探测，可用于研究水体分布及热状况，土壤水和地下水状态探测以及水体污染监测。

　　在微波波段，不同状态下的水体，其表面的微波发射率会存在差异，利用这一点，微波辐射计和雷达等设备能取得水体及某些水文要素的信息，可以用来探测土壤水分、水土流失和河流管理。

　　随着社会经济的发展，人类对于遥感卫星空间分辨率的要求也越来越高。高分卫星产品已被广泛用于精确制图、城市规划、土地利用、环境监测、地理信息服务等领域，成为国家基础性、战略性资源。

　　然而，如何利用好已发射的各类与水循环、水资源密切相关的遥感卫星所提供的大量卫星数据，并根据其分析预测好未来全球及区域的水资源分布与水循环演变，建立对地球各圈层中水的全面认识将是对未来气象服务的一项挑战。

气象观测有“天眼”

　　为了监测全球水文气象的变化，并把传统的小尺度地表实际观测得到的有限信息，扩展到大尺度的全球范围的时空信息，卫星遥感技术便应运而生。

　　气象卫星犹如气象学家放入太空的“天眼”，借助卫星装备的电视照相机、扫描辐射仪、红外探测器与微波探测器等设备，可以监测水体和周围环境的电磁波辐射，昼夜不停地显示水体分布，反映水文现象的时空变化，获得全球大气与地面温度、湿度、密度、气压、风、云、辐射等主要水文气象要素，远程监测洪水干旱、探测雪情冰灾，而不一定需要亲自到现场。由此，衍生出了卫星水文学，也就是应用卫星技术探测、收集、传输水文信息，研究水循环过程与水资源状况及其变化的科学。

　　传统的水文监测技术尺度范围较小，每次能测量到的信息十分有限。通过卫星水文遥感技术，测量的尺度范围将扩大，甚至可以直接获得全球范围的空间信息，具有信息量大、可实现动态监测以及信息传递迅速的巨大优势。

　　1960年，人类成功发射了第一颗气象卫星泰罗斯1号(TIROS-1)，虽然它的可用时间只有78天，但却从太空中发送回了数万张照片，对气象科技的发展起到了十分重要的作用。

　　气象卫星的其他应用

　　气象卫星不仅仅可以观测气象，还可以用来实施一些计划外的工作。在上世纪90年代末期，中国遥感部门用气象卫星数据来观测世界各地的积雪情况，收到了良好的效果。

　　中国气象卫星应用中还有一个非常重要的创举，那就是农作物估产。气象卫星不但可以观测气象情况，还能够观测大范围的地面植被生长情况，把农业、气象、水文、地质等多学科的信息融合起来，就可以预测出某一个农业区在当年可以生产多少粮食或者经济作物，为国家有关部门以及大型农业企业提供决策依据。这项工作从21世纪初开始，在中国广泛开展，取得了重要的成就。

　　如今气象卫星用于农作物估产，已经是农业管理部门的一项日常工作，对于保证中国人民的“粮袋子”“菜篮子”起到了非常重要的作用。

气象与水的牵绊

　　气象是发生在天空中的风、云、雨、雪、霜、露、虹、晕、闪电、打雷等一切大气的物理现象，与水有着密切的联系。“水之至，万物生”，淡水是我们的生命之源，但其中大多数分布在南极洲以及存储于格陵兰岛的冰层、高山冰川和永久冻土冰层中，还有难以直接利用的土壤水分、深层地下水。可利用的淡水资源仅为江河湖泊和地下水中的一部分。

　　水具有较大的时空变异性，过多或过少都可成为灾害。土壤水、地表水、地下水受气候条件、植被地形以及人类活动的影响，借助太阳辐射带来的能量，经蒸发、蒸腾作用传递至大气，再由气流的抬升、温度降低等过程凝结后，以雨雪的形式降落至地表，流入江河湖泊到海洋，使得陆面和大气之间的水循环构成了全球大气海洋陆地耦合系统。

高高在上看水文

　　卫星高高在上，究竟是如何“看到”地球水文状况的呢?原来，不同的水体以及水体中的泥沙、矿物质、氧化物等，还有地表不同的土壤、岩石、植被等下垫面条件，在可见光、近红外、热红外、微波等波段上都具有独特的光谱特性。由于各自性质和所处环境不同，这些物质所具有的辐射、反射和吸收电磁波的能力也不同。探测和分析这些电磁波信息，便能识别目标物特性及其变化。

　　例如，在可见与近红外波段，根据水体和周围环境对不同波长的太阳光反射强度的差异，可以对水体进行某一波段或多波段摄影，估算水体的形态和分布，并以此进行流域水系勘测和制图。通过比较不同时期的图片，便可监测水体变化和水系变迁。

　　在中、远红外波段，根据水体和周围环境的辐射强度，卫星可以利用携带的红外扫描仪或红外辐射计等探测仪器获得被研究水体的温度分布，这种方法不论是在白天还是夜间都能进行探测，可用于研究水体分布及热状况，土壤水和地下水状态探测以及水体污染监测。

　　在微波波段，不同状态下的水体，其表面的微波发射率会存在差异，利用这一点，微波辐射计和雷达等设备能取得水体及某些水文要素的信息，可以用来探测土壤水分、水土流失和河流管理。

　　随着社会经济的发展，人类对于遥感卫星空间分辨率的要求也越来越高。高分卫星产品已被广泛用于精确制图、城市规划、土地利用、环境监测、地理信息服务等领域，成为国家基础性、战略性资源。

　　然而，如何利用好已发射的各类与水循环、水资源密切相关的遥感卫星所提供的大量卫星数据，并根据其分析预测好未来全球及区域的水资源分布与水循环演变，建立对地球各圈层中水的全面认识将是对未来气象服务的一项挑战。

气象观测有“天眼”

　　为了监测全球水文气象的变化，并把传统的小尺度地表实际观测得到的有限信息，扩展到大尺度的全球范围的时空信息，卫星遥感技术便应运而生。

　　气象卫星犹如气象学家放入太空的“天眼”，借助卫星装备的电视照相机、扫描辐射仪、红外探测器与微波探测器等设备，可以监测水体和周围环境的电磁波辐射，昼夜不停地显示水体分布，反映水文现象的时空变化，获得全球大气与地面温度、湿度、密度、气压、风、云、辐射等主要水文气象要素，远程监测洪水干旱、探测雪情冰灾，而不一定需要亲自到现场。由此，衍生出了卫星水文学，也就是应用卫星技术探测、收集、传输水文信息，研究水循环过程与水资源状况及其变化的科学。

　　传统的水文监测技术尺度范围较小，每次能测量到的信息十分有限。通过卫星水文遥感技术，测量的尺度范围将扩大，甚至可以直接获得全球范围的空间信息，具有信息量大、可实现动态监测以及信息传递迅速的巨大优势。

　　1960年，人类成功发射了第一颗气象卫星泰罗斯1号(TIROS-1)，虽然它的可用时间只有78天，但却从太空中发送回了数万张照片，对气象科技的发展起到了十分重要的作用。

　　气象卫星的其他应用

　　气象卫星不仅仅可以观测气象，还可以用来实施一些计划外的工作。在上世纪90年代末期，中国遥感部门用气象卫星数据来观测世界各地的积雪情况，收到了良好的效果。

　　中国气象卫星应用中还有一个非常重要的创举，那就是农作物估产。气象卫星不但可以观测气象情况，还能够观测大范围的地面植被生长情况，把农业、气象、水文、地质等多学科的信息融合起来，就可以预测出某一个农业区在当年可以生产多少粮食或者经济作物，为国家有关部门以及大型农业企业提供决策依据。这项工作从21世纪初开始，在中国广泛开展，取得了重要的成就。

　　如今气象卫星用于农作物估产，已经是农业管理部门的一项日常工作，对于保证中国人民的“粮袋子”“菜篮子”起到了非常重要的作用。