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海雾的卫星遥感监测方法

发布时间:2014-03-17

利用卫星遥感监测海雾楚海雾监测方法中最有发展前途的工具,它特别适用于站点稀少的广人海面,具体方法介绍如下。

  1.形态目视法

  船舶在海上航行时,不管是否在雾中,如能知道周围的海雾分布实况, 就可以及时采取相应的措施,以保证航行的安全;因此能及时确定雾区分布范围有重要意义。用目视法分析卫呈图片上的海雾主要是通过云图上图像的型式、边界形状、色调、纹理和暗影等来鉴别。在可见光图片上,海雾的边界非常清晰,色调从淡灰到白色不等,这主要决定于雾层的厚度和太阳高度角的大小。一般说,雾层厚度在300m以上时呈白色,纹理光滑、均匀、无暗影。雾与层云的图像有相似性,其主要差别是海雾比层云的边界更加清楚,在近海,海雾的边界与海岸线非常一致,而层云的边界常是参差不齐的。 此外,层云有时有暗影,它的出现与层云相对于海面的髙度有关。在红外图像上,雾区与四周海面色调的差异主要决定于表面温度的差别,其形状与可见光图像上的类似,即边界清楚、纹理均匀光滑,特别是在白天的图像上, 它会更清楚一些。

  卫星云图上的海雾特征,由7所处纬度的不同,亦有所差别.如对比高纬(俄罗斯远东沿海)、中纬(山东沿海)和低纬(华南沿海)的卫星云图上的海雾特征,可以发现在高纬出现海雾时,海界线最清楚,中纬次之;低纬沿海的海雾紧贴海岸,雾区狭窄,海岸的轮廓不明显。可能这与海雾生成条件和海陆温差对比的大小有关。高纬海陆温差大,雾季里大陆较暖,海雾移至陆化即刻消散,所以雾区界线和海岸线一致,而且特别清楚,具有典型平流雾性质;低纬的海雾带有平流辐射性质,海雾常与陆雾连成一片,因此卫星云图上的海陆界线不如高纬跃的明显。

  2、根据数值化的卫星资料鉴別海雾

  美国曾利用卫星资料对1973年7月北太平洋的海雾作了鉴别试验。所用资料为船舶观测报告和NOAA-2卫星白天可见光扫描辐射仪和白天红外扫描辐射仪的数值化资料,其通道的波段分别为0.2〜0.7 um与10. 5〜12. 5 um 做法是把数值化的可见光和红外卫星图的亮度温度分成个等级,并与船舶观测资料对照,用数学分析方法确定出有雾到无雾时卫星资料的最佳分割值。其最佳分割值如下:

  对于扫描辐射仪的可见光亮度:雾区与高云的分割值为142〜46;雾区和晴天海面的分割值为166〜170。对于红外扫描辐射仪的亮度温度:雾区和晴天海面间的分割值为54.雾区和高云间的分割值为148〜154。用这样的分割值作为卫星图上有雾或无雾的判据,则可使鉴别雾的准确率达到最高。 雾区与晴天海面或与高云在卫星图上(可见光或红外云图〉其反差较大, 从数值化资料看,其亮度温度的差异也较大,因此容易分辨。但要分辨雾和低云就不那么容易了。在可见光图片上,两者的亮度差不多;从红外照片上 看,因为低云和雾顶的高度相近,所以顶面的温差不明显.也难于分辨,至今诙难题尚未很好地解决。