老天啊~我真是搞不懂你! (三) 气象观测(Meteorol

2020-07-31 9W访问


(三)雷达观测
若想对颱风、锋面等天气系统的即时降水强度或降水区域的变化有所了解,就必须仰赖气象雷达对天气系统内部降水强度及结构进行观测,以利进行气象预报。气象雷达本身含有电波发射器与接收器,侦测天气系统内部的降雨强度是利用天线发射高能电磁脉波至欲观测的系统中,当这些电磁脉波碰到系统中的水滴时,降水会造成电磁脉波反射及散射,再由雷达的天线接收这些回波,即是降水回波强度。再利用反射原里依据微弱电磁回波以及电磁脉波间频率变化,计算出降水在雷达发射波束方向上的移动速率,即为降水径向速度。

中央气象局目前所使用的气象雷达可直接观测464公里範围的颱风中心位置、移动方向与速度、颱风範围内降水的分布情形及强度。这些气象雷达的观测资料可以让气象预报员作为发布颱风警报之参考,对于追蹤颱风的移行路径及强度变化也有很大的贡献。目前台湾有五分山、七股、花莲及垦丁等四个雷达站,这些气象雷达站的设立使得台湾本岛雷达观测涵盖範围更加严密。

(四)卫星观测
随着科技的进步,收集气象资料的观测方式也有所突破与进步。传统气象观测是由地面往高空向外延伸做观测,而以人造卫星装载气象侦测仪所进行的气象观测则是由高空往下做观测。如此一来,卫星遥测可以做到较大範围的气象资料收集,也能突破洋面上观测点少的问题,此外,有别于传统地面观测或高空观测的观测资料项目,卫星遥测亦能用在监测地球气候变化或海陆交互作用等较大空间尺度的天气现象或气候变化。

气象卫星的观测範围及观测资料项目,会依据其装载的气象观测仪器不同而有不同。例如:可利用卫星收集云顶高度、云顶温度、大气的水气含量、土地的含水量、海洋的蒸发量、海水分布、悬浮粒子、冰雪覆盖面积、植被面积、海洋浮游生物分布、海水表面温度、气温、陆温等资料,涵盖了海洋、陆地和大气等各项特性资料,不仅突破了空间的限制与观测领域的限制,更提供了地球科学领域更多研究的资料来源。

气象卫星主要分成两大种类,一是「绕极轨道卫星」;另一是「地球同步卫星」。分述如下:
1.绕极轨道卫星
        绕极轨道卫星以近乎南北方向不停地环绕地球,每绕地球一週都会经过地球的北极和南极,所以称它为「绕极」轨道卫星。绕极轨道卫星又称作「太阳同步卫星」,是因为绕极轨道卫星环绕地球的轨道面和太阳成一固定角度,加上卫星通过地球赤道上空时当地时间也是固定的,故亦可称为「太阳同步卫星」。
        绕极轨道卫星可以做为气象观测使用,例如:美国绕极轨道气象卫星(美国TIROS-N/NOAA系列),其飞行周期为102分钟,每次飞行路径较前次路径向西偏离约25个经度,平均飞行高度为870km,卫星涵盖範围约2000km。除了可提供较近距离的卫星影像外,亦可提供数据资料。也有的绕极卫星是做为长时期全球性陆地、生物圈、大气、海洋等的观测,例如:地球观测卫星(Earth Observing System,EOS)是NASA以一系列科学用卫星来观测陆地、生物圈、大气、海洋等等,用以了解长时期全球性的变化情况。其中Terra卫星主要是用来观测地球气候系统,以了解地球大气、陆地、海洋、生物等地球子系统的交互作用。而Aqua卫星主要用来收集地球水循环的资料、海洋的蒸发、大气的水气含量、降水、土地含水量、海水分布、冰雪覆盖、悬浮粒子、植被、海洋浮游生物、海面温度、气温、陆温等资料。

2.地球同步卫星
        地球同步卫星位于赤道上空和地球以相同自转周期运转,故称之为「地球同步卫星」。对地球的上的人们地球同步卫星是静止不动的,故又称为「地球静止卫星」。地球同步卫星位于三万多公里的赤道上空,观测範围能涵盖地球表面四分之ㄧ。目前由美国、日本、印度及欧洲共同体发射五枚地球同步气象卫星。
        中央气象局为增进气象预报準确率,已于民国70年完成我国第一座可同时接收美国绕极轨道及日本地球同步气象卫星的高解像接收站,全天候接收气象卫星所拍摄的气象云图,除供作天气预报外,也提供电视台、报社及学术单位做气象报导及教学研究之用。尤其当颱风形成时,气象卫星云图资料,可让预报人员充分掌握颱风的动态,并经由分析气象卫星云图,获知颱风的中心位置、强度、云系分布及移动方向等资料,供颱风预报之用。因此,气象卫星资料是颱风预报中重要的参考。

参考文献:
中央气象局全球资讯网 http://www.cwb.gov.tw/V6/index.htm
防灾教育数位平台 http://210.70.82.53/index.htm