赵君鹏
阴晴雨雪，风云雷电……从古到今，天气的变化一直是人们关注的对象。在历史上，人们通过观云看日的方式来预测天气，而今借助现代科学技术，人们对天气的变化可以未卜先知。
要想准确地预报天气，需要先掌握大量的气象数据，而90%的相关数据是由气象卫星提供的。这些数据包括气压、气温、湿度、风向、风速、大气层的运动状态等。
气象卫星之所以能“望得远”，是因为它们“站得高”。大部分气象卫星的轨道平面与太阳始终保持相对固定的取向，与地球赤道平面夹角约90°，它们每一圈运动都会经过地球两极的上空，所以被称为太阳同步极地轨道气象卫星。它们的飞行高度从600千米到1 500千米不等，可以俯视整个地球的表面，观测到地球表面的任意一点。太阳同步极地轨道气象卫星每天在固定时间经过地球上同一地点上空两次，每12小时就可以得到一份全球气象资料。但是，在监测台风等快速变化的极端天气事件时，12小时一次的频率显然不够。为此，人们又发射了地球同步轨道气象卫星。这种卫星的轨道平面与赤道平面重合，与地球保持同步运行，从地球上看，它静止在赤道某个经度的上空，所以又名静止轨道气象卫星，其飞行高度约35 800千米，5颗静止轨道气象卫星就可以构成覆盖全球中低纬度的观测网。太阳同步极地轨道气象卫星和地球同步轨道气象卫星相结合，就可以多层地、立体地、多角度地、全方位地观测云层。
气象卫星拍摄云图的方式有两种：一种是借助地球上的物体对太阳光的反射而拍摄可见光云图，这种云图只能白天拍摄；
另一种是借助地球表面物体温度和大气层温度的辐射而形成红外云图，这种云图可以全天候拍摄。
如何让气象卫星在太空昼夜不停地“明察秋毫”呢？科研人员为卫星安装了“火眼金睛”——遥感系统。遥感系统利用遥感器观测物体辐射、反射电磁波状况，可以免接触地、远距离地探测目标。所有物体都在不间断地辐射、反射电磁波，遥感探测所使用的电磁波波段是从紫外线、可见光、红外线到微波的光谱段。总的来说，冷的物体所辐射的电磁波波长较长，能量也较小，而热的物体辐射的电磁波波长较短，能量也较大，并且由于组成物体的成分不同，这些电磁波所呈现的光谱也不同。无论是红外线，还是可见光，卫星观测到的都是复杂的叠加信号。
这些看似一团乱麻的叠加信号有什么作用呢？气象卫星获取的叠加信号虽然通过人眼无法识别，但经过计算机的提取、判定和加工，就可以转化为具体的数字化气象信息，比如云层厚度、高度、温度、湿度、成分构成、运动方向及速度等。研究人员利用计算机，通过特定的算法对这些数据进行分析处理，就可以预测是山雨欲来还是晴空将至。
从1988年发射第一颗气象卫星“风云一号”以来，我国共发射了19颗风云系列气象卫星，其中9颗在轨稳定运行。风云系列气象卫星还为81个国家提供准确的、高效的气象数据，应用于气象预报、防灾减灾、科学研究等领域。
“天上浮云如白衣，斯须改变如苍狗。”杜甫的诗句形象地道出了大气运动的复杂多变。由于现有气象科学理论和技术手段的限制，人类还没有完全掌握大气运动的变化规律。但是，科学永无止境，探索永不停止，这是每一个气象科研工作者的心声。
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