香港气象卫星接收系统

引言：

气象卫星携带探测器从太空拍摄地球的图像。气象卫星按其运行轨迹可以分为两类，分别是地球同步气象卫星及极地轨道气象卫星（图一）。

地球同步气象卫星相对地面是静止不动的，因此可以24小时不断拍摄地球上同一地区的云图。卫星位于赤道的上空约35,800公里，拍摄的图像复盖接近半个地球。

极地轨道气象卫星是低飞的卫星，以大致南北的方向在数百公里上空环绕地球运行。大部分的极地轨道气象卫星每天都在同一地区的上空经过一至两次。由于它们距离地面较接近，每次只能拍摄有限面积的图像，但图像的分辨率较地球同步卫星为高，而地球同步卫星每天提供较多同一地区的图像。

香港气象卫星接收系统：

当美国在一九六三年发射第八号电视及红外光观测卫星（TIROS8）后不久，香港天文台即利用一套自制系统接收该卫星的自动图像传送系统发出的信号。初期是使用一副改装过的普通电视机来显示卫星图像的。

上述自制系统一直用来接收环境勘测卫星（ESSA）及美国海洋大气局（NOAA）气象卫星两个系列的极地轨道卫星的自动图像传送信号，直至一九六八年天文台添置了一部照片传真机为止。

一九七七年，日本发射了首颗地球同步气象卫星（GMS）。该卫星在东经140度赤道上空35,800公里处，并每三小时一次以模拟传真形式传送可见光（VIS）及红外光（IR）频道图像。一九七九年，天文台购置了一套接收系统以接收该卫星的高分辨率图像。这首颗地球同步气象卫星在一九八一年、一九八四年、一九八九及一九九五年先后被第二号卫星（GMS-2）、第三号卫星（GMS-3）、第四号卫星（GMS-4）和第五号卫星（GMS-5）所取代，而传送模式亦由模拟传真形式转为数字形式（数字数据来自可见光和红外光自旋扫描辐射仪的延展信号），并且每小时传送卫星图片一次。为切合这些转变，天文台于一九八八年购置了一套电脑化接收系统。在一九九六年，天文台安装一套更先进、利用Unix作业系统的接收系统来接收和分析GMS-5提供的额外的红外光卫星图像以及新的水汽通道图像。

在二零零一年年底天文台安装一台接收系统接收中国气象局风云一号系列和美国国家海洋及大气管理局的NOAA系列的极地轨道气象卫星。

在二零零三年中日本的GMS-5卫星的任务由美国的地球同步业务环境卫星-9号（GOES-9）所取代。天文台利用原有接收日本GMS-5的系统接收GOES-9的图像。

在二零零四年天文台安装另一台卫星接收系统来接收中分辨率成像光谱仪（MODIS）的直接广播。该仪器是美国太空总署地球观测系统的两颗名为Terra 和Aqua 卫星上的探测器。MODIS拥有36条观察频道，复盖了从可见光至红外光的广阔频率，使它成为一些学科如气象学、海洋学甚至是环境监测的宝贵数据来源。MODIS拍摄出来的高分辨率图像，对监测一些细微的特征或现象如山火及烟霞等尤为有用。

在二零零五年中国气象局的第一颗业务应用地球同步气象卫星，即风云二号C（FY-2C）卫星，投入运作。风云二号C卫星位于东经105度的赤道上空，提供五个频道（可见光、红外光-1（IR1）、红外光-2（IR2）、水汽及红外光-4（IR4））的图像。云图复盖大部分亚洲、澳洲、印度洋、西太平洋地区。可见光图像的分辨率为1.25公里，而红外光和水汽图像则为5公里。在热带气旋和暴雨的季节期间，卫星每30分钟提供北半球的图像。

日本气象厅于同年发射名为多用途输送卫星-1R（MTSAT-1R）的新一代地球同步气象卫星，以取代美国的GOES-9。MTSAT-1R卫星每30分钟提供更新图像，图像复盖范围与GOES-9相若。卫星除了提供四个频道（可见光、红外光-1（IR1）、红外光-2（IR2）及水汽)的图像外，亦额外提供一个新的红外光-4（IR4）频道图像。可见光的图像分辨率为1公里，而红外光及水汽图像的分辨率为4公里。

卫星资料的应用：

香港天文台直接接收下列卫星的广播，以二十四小时支援天气预测和警报服务：

• 中国气象局的FY-1D和FY-2C卫星。
• 日本气象厅的MTSAT-1R卫星。
• 美国海洋大气局（NOAA）系列的极地轨道卫星。
• 美国太空总署地球观测系统（EOS）系列的卫星。

气象卫星资料有下列各项用途：

• 卫星图片显示全球云量及天气系统分布情况，是各地区重要的资料来源，尤其在海洋和其他天气观测资料稀少的地区。
• 暴雨的云团会发展及上升到较高的高度，云顶的温度相对较低。利用红外光的卫星云图，分析云顶的温度，对监测暴雨的发展很有帮助。
• 在卫星云图上，热带气旋具独有的特征，较为容易辨认，因此卫星图片对追踪热带气旋的移动及估计其强度有极大的帮助（图二）。
• 在没有云层遮蔽的情况下，红外光图片上可以显示海面温度的变化。这些资料有助预报海雾及热带气旋的发展。
• 除云图外，一些卫星图片提供环境监测的资料，对监测如烟霞分布、山火地点、火山爆发及沙尘暴等尤为有用。