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氣象衛星能預報農作物產量?農民伯伯還要靠天吃飯

12月
04
2017

2017年12月04日06時 今日科學 科普中國網

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氣象衛星能預報農作物產量?農民伯伯還要靠天吃飯嗎?

科普中國網 2017-10-26 11:27

1988年9月7日,中國自行研製的第一顆極地軌道氣象衛星「風雲一號」發射成功。

所以,今天我們就來了解一下氣象衛星。

天氣預報影響著我們每個人的生活安排。

對於農民來說,氣象信息不僅指導出行,對莊稼收成也有重要的實際作用,農作物生長得好不好也可以由氣象衛星來預報。

氣象衛星是一種人造地球衛星,專門從太空對地球及其大氣層進行氣象觀測。

按其軌道的不同,有地球靜止氣象衛星和極軌氣象衛星兩種。

衛星上載有可見光、紅外線、微波等各種遙感儀器,可獲得雲系分布概貌,還能監測大氣層中某些氣象要素的分布和變化。

例如,雲、地面或海面溫度、大氣溫度和大氣濕度的垂直分布、風和各種輻射資料。

1988年9月7日,中國發射了第一顆氣象衛星——「風雲一號」極軌氣象衛星。

由於衛星上元器件發生故障,它只工作了39天。

後來,中國又相繼成功發射了多顆極軌氣象衛星和多顆地球靜止氣象衛星(「風雲二號」)。

2008年5月7日,中國成功發射了「風雲三號」氣象衛星,它是中國第二代極軌氣象衛星,功能和技術更為先進。

早在20世紀80年代初期,國內外科學家就已開始利用美國海洋和大氣管理局極軌氣象衛星獲得的數據對農作物生長進行動態監測,包括農作物病蟲害及凍害監測、農作物播種面積測算、農作物單位面積產量的預報等。

不同種類的植物或同一種植物不同品種、不同長勢狀況和健康程度,具有不同的植物形態和細胞結構,葉綠素和水的含量差別也較大,因此它們對太陽輻射中不同的光譜波段會出現不同的反射率和光譜特徵。

這就是利用氣象衛星預報農作物產量的物理基礎。農業氣象工作人員根據衛星傳感器收集到的地面資料,可以判識耕地上農作物的生長狀況,計算出反映農作物生長狀況的指數,利用數學統計模型,進而就可以預報出農作物單位面積的產量了。

影響農作物生長和產量高低的因子很多,地形地貌、土壤的濕度和溫度、病蟲害、氣候異常(如發生旱澇災害)等都是很重要的決定因子。

這些環境因子也可以通過氣象衛星進行實時監測。1986年,吉林省東遼河流域大暴雨致使洪澇成災。

當時,氣象部門利用氣象衛星資料測算出了準確的災區分布和農作物壞死面積,成為氣象衛星遙感監測水災的首例。

但必須指出的是,地面上監測到的資料也很重要,地面上定點和非定點的監測資料是對衛星資料的有力支持,解譯衛星遙感資料、建立定量解譯標準、組建相關模式都要依據地面監測資料。

「風雲二號」氣象衛星的模型

氣象衛星除了能監測災害性天氣、動態監測農作物生長以外,還能探測森林和草原火災,分析魚群活動情況,監測海霧、海冰、冰川、環境污染等。可見,氣象衛星真是多才多藝呢。

事實上,衛星遙感技術現已廣泛應用於軍事、工農業生產和科學研究的許多領域,並收到了顯著的效果。(作者:沈岩)


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