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上帝的視角—氣象衛星雲圖

我們常看到的動畫,在過去是由動畫製作者在每張紙上畫下只有些微差別的個別動作畫面,最後將這些畫面接續播放,看起來就像是一個連續的動態畫面一般。我們在氣象預報中看到的動態氣象衛星雲圖也是利用相同的原理,將氣象衛星每隔一段時間所拍攝的氣象衛星雲圖畫面連續播放,就能夠觀測出天氣系統的變化。

人物動畫的動作拆解圖。

上帝的眼睛─氣象衛星

為什麼我們需要氣象衛星來告訴我們氣象資料呢?地面量測不是比較準確嗎?這是因為大氣層厚度數十公里,是地面及探空觀測無法測量到的;此外,地球上還有許多沒有人居住的地區,如海洋中央、沙漠以及南北極等地區,因為無法設置氣象觀測站,因此無法及時且準確的蒐集這些地方的天氣資料。但透過氣象衛星可以觀測數千公里範圍的大氣現象,垂直高度到十公里附近的擾動,能幫助我們更好的瞭解及掌握不同地區天氣系統的移動與變化。

1960年,第一顆氣象衛星TIROS升空,氣象學家自此開始可從太空掌握大氣的一舉一動。氣象衛星觀測的時間間隔依不同衛星而有所不同,繞行軌道近乎沿著南北極方向環繞地球的「繞極軌道衛星」每天可以觀測2到4次;繞行速度和地球自轉速度相同,並在赤道上空定點觀測地球的「地球同步衛星」,可以每10分鐘到半小時觀測一次,但如果是對於像颱風這種特殊天氣的觀測,則可以每2.5到6分鐘觀測一次,以利於更即時地掌握颱風動態。

大氣寫真集─氣象衛星雲圖

「氣象衛星雲圖」便是透過氣象衛星所拍攝地表與天氣系統的圖像,氣象衛星在地球上空運行時,利用它所攜帶的氣象感應器指向地球,進而拍攝地球大氣中的雲層分布,來尋找天氣系統並驗證地面天氣圖繪製的正確性;氣象感應器能夠接收和測量地球及其大氣的可見光、紅外線與微波輻射,再把它們轉換成電子訊號傳送到地面,地面接收站將收到電子訊號再轉為各種代表雲層、地表和洋面的影像,透過這樣的處理來瞭解天氣變化的趨勢。

1981年首張衛星雲圖

1981年首張衛星雲圖

目前常見的氣象衛星雲圖有可見光雲圖、紅外線雲圖和水氣頻道雲圖三種,雲圖以黑白色調的灰度值表示雲的性質,相同的灰度值在不同的雲圖代表不同的意義。

可見光雲圖、紅外線雲圖以及水氣頻道雲圖是常見的三種氣象衛星雲圖,雲圖上分別會用黑白色調的灰度值表示雲的性質。

  • 可見光雲圖:
    可見光指的就是我們眼睛可以看見的影像,當太陽光投射在雲層或是地表時所反射的影像就是可見光雲圖。當雲層越厚,光線就越難穿透,也就反射的越多,所以在可見光雲圖上,越白的部分就表示雲層越厚。由於可見光雲圖需要靠太陽光的反射成像,因此僅在白天有可見光雲圖。
  • 紅外線雲圖:
    紅外線感應器能夠藉由感應不同物體溫度的來拍攝物體,並且日夜都能感應物體所反應的溫度。紅外線雲圖利用相同的原理,溫度比較高的地面與海洋,在紅外線雲圖中會呈現黑灰色,而溫度比較低的雲層在紅外線雲圖中則會呈現灰白色,而且越高的雲層由於溫度較低,在紅外線雲圖中的顏色也就越白,透過紅外線雲圖當中雲層的顏色差異,我們就能分析雲層的高低分布。
  • 水氣頻道雲圖:
    水氣頻道雲圖也是屬於紅外線雲圖的一種,雲圖上的色調代表著大氣中、高層水氣分佈的多寡,雲圖上愈白的部分表示水氣含量愈多。

一般在氣象報導常看到的彩色衛星雲圖,藍色表示海洋,綠色代表陸地,白色是雲雨區。白色的部分愈濃,就表示雲層愈厚,下雨的機會也就愈大。此外,觀察氣象衛星雲圖時,還可依雲區的形狀和色調來判斷所伴隨的天氣系統。舉例來說,如果雲區外型像一條長長的緞帶、葉子或是逗點形狀,大多屬於鋒面雲帶,當這種雲帶正往臺灣附近移動,就是在提醒民眾出門時別忘了攜帶雨具。

若在衛星雲圖上看見雲區外型像一條長長的緞帶、葉子或是逗點形狀,大多屬於鋒面雲帶。

梅雨滯留鋒雲圖

如果雲圖在熱帶洋面上出現螺旋狀的雲區,沒錯!那就表示可能有颱風形成,要留意颱風的動向,準備進行防颱措施。

若在衛星雲圖上看見螺旋狀的雲區,代表可能有颱風形成。

颱風雲圖

各位有機會不妨到中央氣象署網站看看最新的氣象衛星雲圖,試著解讀並預測天氣變化,做自己的氣象播報員!

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