氣象衛星雲圖（Satellite Image）

氣象衛星雲圖（Satellite Image）
國立台灣師範大學科學教育研究所吳佳蓉研究生/台灣師範大學科學教育研究所許瑛玿教授責任編輯

在看電視的氣象預報時，總是看到氣象播報員指著身後的大圖，說：「從衛星雲圖上可以看出……。」而進入中央氣象局的網頁後，在「天氣觀測」條目底下，點選「衛星雲圖」，螢幕上就會秀出色彩豐富的雲圖，且可以選擇範圍以及類別。究竟什麼是「衛星雲圖」呢？衛星雲圖又分成哪些類別呢？

美國海軍研究實驗室提供的衛星雲圖示意圖

所謂氣象衛星是為了氣象用途而發射的衛星，不但可以運用可見光及紅外線拍攝大範圍的雲圖，提供颱風、鋒面等天氣系統的雲系結構和路徑等相關資訊外；也可以用數據匯集系統（DCS），接收偏遠地區及海上觀測台觀測到的數據資料，並傳送到地面控制站；更可以利用不同頻率的掃描儀，測量海面溫度、探測大氣層的溫度與溼度的垂直分佈、計算雲高與風場等相關氣象重要參數，提供氣象預報作業。

利用氣象衛星拍射出來的雲圖就稱為「氣象衛星雲圖」，簡稱衛星雲圖。我們可以在中央氣象局的網站上看到三種衛星雲圖，分別為紅外線衛星雲圖、可見光衛星雲圖以及色調強化衛星雲圖。事實上，氣象衛星雲圖還包含水氣波段及近紅外線波段兩種影像。

紅外線衛星雲圖利用衛星上之紅外線儀器，來測量雲層之溫度。當雲層頂端較高時溫度較低，輻射紅外線的能量較少，雲圖會以亮白色來顯示；相對的，越接近地面的雲層溫度較高，雲圖會呈現暗灰色。由於紅外線是利用熱輻射原理觀測，可以不受時間限制，日夜均可獲得清晰的衛星雲圖。

可見光衛星雲圖利用雲頂反射太陽光的原理製成。可見光衛星雲圖可顯示雲層覆蓋的面積和厚度，比較厚的雲層反射能力強，雲層可反射較多的光線，因此在雲圖會顯示出亮白色；相對的，較薄的雲層反射能力較弱，雲圖則顯示為暗灰色。由於日間才有太陽光的照射，因此可見光雲圖僅能白天觀測，可見光雲圖呈現黑色時，即代表當地進入晚上。

將紅外線雲圖與可見光雲圖並用，對於分析研判天氣的工作極有幫助。而在處理衛星資料時，為了更深入地研究某種天氣現象，將特殊現象依不同層次的明暗度顯示於衛星雲圖上，此種方法稱為色調強化（Enhancement）技術，常用於紅外線雲圖。

以對流雲為例，對流愈強雲頂發展愈高，雲頂溫度愈冷，為了易於分析「對流雲」而設計色調強化雲圖，突顯對流現象。經過色調強化處理的雲圖，很容易分辨出雲頂發展較高的地方即是對流發展之處，將發展的雲層看成一座山，由高空鳥瞰這座山，因各個雲層有不同的發展高度而呈現不同顏色，由雲頂的顏色即可約略判別雲頂的高度及對流的強弱。如同等高線圖一樣，顏色層次愈不明顯的地方，表示此處對流雲的垂直發展非常陡峭，通常代表此處對流旺盛。因此，色調強化雲圖常應用於對流雲、鋒面雲系及颱風的分析。

水氣波段影像由大氣中水汽含量多寡決定衛星雲圖之灰度。簡單來說，即大氣中水汽含量愈豐富，輻射被吸收的愈多，表示到達衛星的能量愈少，色調愈白；反之色調愈黑。近紅外線波段影像則同時受地表及地表覆蓋物或雲等，對太陽的反射及太陽輻射的放射影響。

由於可見光及紅外線衛星雲圖較容易應用於天氣分析，水氣波段影像及近紅外線波段影像則不容易直接分辨天氣系統，因此中央氣象局的網站僅提供紅外線衛星雲圖、可見光衛星雲圖以及色調強化衛星雲圖給民眾參考。

參考資料：
1. 衛星百科 http://mscweb.cwb.gov.tw/V2/faq.html#p14
2. wiki氣象衛星雲圖 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6 … F%E9%9B%B2%E5%9C%96