用風(fēng)云氣象衛(wèi)星也能賞雪,云圖里的雪景跟現(xiàn)實(shí)中是一樣的嗎?
當(dāng)然不一樣啦,衛(wèi)星觀雪可以縱覽地球每一處的大雪覆蓋,而日常賞雪最多能看到一個城市里的某個地點(diǎn)或近在咫尺的雪景。
其實(shí),古代詩人似乎早已經(jīng)為我們區(qū)分出衛(wèi)星賞雪與日常賞雪的不同了。
南北朝時(shí)期南朝宋鮑照在《發(fā)長松遇雪詩》中寫道:“江渠合為陸,天野浩無涯”似乎貼切形容了在衛(wèi)星云圖上,雪覆蓋的江河溝渠都變成和陸地一樣白茫茫一片,呈現(xiàn)出江渠成陸、天野無界的景象,一切景物都被白雪覆蓋。詩詞意境壯美、潔白一片的景致和氣象衛(wèi)星云圖呈現(xiàn)出的冰雪圖如出一轍。
宋朝楊萬里在《雪后晚晴,四山皆青,惟東山全白》里寫道:“最愛東山晴后雪,軟紅光里涌銀山”。作者向遠(yuǎn)處望去,令他留連忘返的東山在淺紅的晚霞中閃耀著潔白的光芒,雪山在霞光掩映下產(chǎn)生視覺差錯,將靜景化作動景,仿佛把人帶入仙境,這感受也只有在人間的我們出門賞雪才能體會。
為什么風(fēng)云衛(wèi)星能看雪
風(fēng)云衛(wèi)星攜帶了一種光學(xué)遙感儀器,具有可見光、近紅外和短波紅外通道。在可見光波段,地表和云、雪的反射率差異較大,后兩者較高,地表較低,這一特點(diǎn)可用于識別地表和云、雪;在近紅外波段,三者的亮溫很不同,地表最高、雪其次、云尤其是中高云最低,可區(qū)分積雪和中高云;在短波紅外波段尤其是1.6 μm附近,積雪反射率較低,云尤其是低云很高,可識別積雪和低云。
根據(jù)上述特征,科學(xué)家開發(fā)了一系列計(jì)算模型進(jìn)行積雪信息的判識提取,并以計(jì)算機(jī)自動判識為主、人工判識為輔,這樣衛(wèi)星看到的積雪一方面能計(jì)算出積雪范圍、積雪天數(shù)、積雪雪深,另一方面以冰雪監(jiān)測云圖呈現(xiàn),用于災(zāi)后評價(jià),為農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)決策和評估等提供科學(xué)依據(jù)。
至于微波通道積雪監(jiān)測原理,在低頻波段,干雪輻射主要受下墊面的影響;在高頻波段,雪顆粒的散射起著重要作用,積雪輻射對雪水和雪顆粒大小敏感。由于干雪在高頻是很強(qiáng)的散射體,但其吸收特性很弱,故可用來探測地表積雪雪深,目前通常采用18.7 GHz和36.5 GHz這兩個頻率的亮溫差來反演雪深。
這說來似乎挺簡單,實(shí)際上衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收下來后,要經(jīng)過一系列定位定標(biāo)處理、云檢測、質(zhì)檢、計(jì)算才能生成積雪監(jiān)測產(chǎn)品用于業(yè)務(wù)和服務(wù)。不同衛(wèi)星攜帶儀器不同,用的通道不一,但判識原理都是大同小異的。
一般人能從衛(wèi)星云圖上看出雪嗎
說實(shí)話,如果沒有專業(yè)背景,一般人在云圖上看雪(常年積雪除外)還是有點(diǎn)難度的。衛(wèi)星氣象工作者通常會在多通道積雪合成圖像上迭加經(jīng)緯度網(wǎng)格、行政邊界和行政區(qū)劃名稱(如省、地、縣名)以及江河、湖泊等地理標(biāo)記,還會對圖像進(jìn)行注釋:衛(wèi)星號、時(shí)間、圖例及合成圖像色彩的意義,最后以積雪監(jiān)測專題圖形式發(fā)布積雪范圍、面積等,這樣,一般人不難從中了解降雪的分布。
關(guān)于雪的一些基本知識
什么是初雪?通常指入冬后的第一場雪。各地初雪標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的。北京地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)(滿足條件之一)是:全市20個人工站中超過10個站點(diǎn)測到降雪;城區(qū)5站(朝陽、海淀、豐臺、石景山、觀象臺)均觀測到降雪;城區(qū)5站有3個或以上站點(diǎn)觀測到有降雪,且至少1個站降雪量≥0.1mm。
什么是積雪?覆蓋在地球表面的雪,分為永久積雪(終年不化),穩(wěn)定積雪(連續(xù)積雪,空間分布和積雪時(shí)間大于60天的季節(jié)性積雪),不穩(wěn)定積雪(不連續(xù)積雪,空間上斷斷續(xù)續(xù),時(shí)間在10~60天),瞬間積雪(大范圍但很快消融的不超過10天的積雪)。我國穩(wěn)定積雪面積有420萬平方公里,約占國土面積的44%。
降雪量,是指將雪轉(zhuǎn)化成等量的水的深度,通常以24小時(shí)下的雪量度量,10毫米以上就是暴雪了。
瑞雪兆豐年,這句流傳很廣的諺語,是說適時(shí)適量的雪會給來年帶來豐收。瑞雪有調(diào)節(jié)氣候、保護(hù)生態(tài)、影響土壤結(jié)構(gòu)和濕度等,還能帶來絕美景觀愉悅身心。
長時(shí)間大量降雪可能會造成包括雪崩等災(zāi)害,破壞交通、通訊、輸電線路,嚴(yán)重時(shí)會對牲畜甚至人民生命財(cái)產(chǎn)造成威脅。特別提醒登山愛好者:冬季登山要留意當(dāng)?shù)靥鞖忸A(yù)報(bào)。
(曹 靜 廣東省氣象衛(wèi)星遙感中心高級工程師,廣州科普聯(lián)盟副理事長)
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