中尺度影像光譜儀(MODIS)

Posted on 2010/12/22 in 地球科學, 大氣, 氣象觀測與預報 with 沒有迴響 5,936 views

中尺度影像光譜儀(MODIS)
國立苗栗高級中學地球科學科劉承玨老師/國立台灣師範大學科學教育研究所許瑛玿教授責任編輯

大氣的觀測大致分為地面、高空以及衛星遙測數種，衛星遙測隨著科技日興月異，常有新的發展，也是我們較不熟悉的項目。因此，將簡單介紹在大氣觀測上極為重要的衛星遙測感應器-中尺度影像光譜儀(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer，MODIS)，主要用來研究與預測全球尺度下自然及人為所造成的變化，此遙測系統具有相當高的空間跟時間解析度，其龐大的資料量可提供大氣或環境相關研究相當有用的資料來源。

中尺度影像光譜儀有時候也稱為中級解析度成像分光輻射度計，感測器有三十六個波段（光譜頻率），波長從可見光、近紅外、中紅光到熱紅外線。空間解析力介於250公尺~1000公尺，回覆期（指衛星能夠觀察到同一地點的最短間隔）為1~2天。MODIS感測器能夠提供動態、高解析且多樣的地球影像，因不同波段對大氣與海洋反射與吸收特性不同，觀測到的資料可應用層面亦不同，例如：波段1~2應用於雲層之鑑別；波長約為459 nm~2155 nm的波段3~7之應用則為陸地及雲層特性之探討；波長400~900nm的波段8 ~16 () 之應用則為葉綠素濃度分布特性，而波段31~32則主要應用於海洋表面水溫資料的監測。

目前MODIS系統組裝在兩台衛星上：Terra (如圖1)與Aqua衛星(如圖2)上，分別於 1999 年 12 月 18 日及2002 年 5 月 4 日成功地發射，目前運轉正常。由於 Terra MODIS 的觀測時間為當地時間之上午 10:30 左右，而 Aqua MODIS 則為下午 13:30 左右，在觀測資料剛好可以互補，更可提供大氣、海洋或陸表上極短週期現象的研究與監測，如雷雨等現象。MODIS的有些波段資料可用來分析大氣氣溶膠的含量、空氣品質的監測(如圖3)、海洋水色分析、潮流與漁汛調查等，許多 MODIS 的觀測項目都是其他衛星觀測器影像資料無法獲得的。此外，MODIS 所得的資料亦可對於對全球的陸地、海洋和較低層大氣動力發展和過程進行較深入的分析，MODIS資料應用範疇包括海洋學、生物學和大氣科學與全球變遷等。目前有氣象學者使用 MODIS 資料所發展出的模式，可協助預測全球變遷，進而幫助決策者做出環境保育的重要決定。