卫星气象学

课程编码：180083070602P3006H 英文名称：Satellite Meteorology 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：刘毅等

本课程为大气物理与大气环境学专业研究生专业普及课。卫星气象学课程系统介绍气象卫星探测的基本理论，卫星资料获取和资料处理方法，定量提取地球物理参数的原理和方法，以及卫星资料在天气分析和预报中的应用，特别是卫星资料在灾害性天气分析和大气环境监测中应用。气象卫星经过半个世纪的发展，已经成为大气科学研究的重要技术，对探索天气系统发生发展和演化的过程、揭示台风和对流天气系统规律、监测地球大气系统痕量气体分布和演化等具有重要意义。本课程将分两个密切相关的部分，第一部分以介绍概念、机理为主，通过介绍卫星基本的轨道特性，讲解气象卫星轨道的基本分类和主要应用特征；通过介绍卫星遥感辐射基础，阐述星载遥感仪器正演反演基本原理。第二部分以介绍应用研究为主，示范如何通过卫星云图观云测天、反演大气参数、探测大气痕量气体、监测台风暴雨等强对流天气系统等，并对介绍卫星气象学最新应用进展。通过本课程的讲授，希望研究生们对气象卫星和卫星气象有一个整体认识，并能初步掌握气象卫星资料应用的基本技术流程与方法。要求学习本课程的研究生已经具备大学毕业水平的大气物理与大气环境学科知识。

气象学、大气物理学、天气分析原理、大气动力学

第一章 绪论 4学时 蔡兆男
第1节 卫星气象观测的内容、特点、概况
第2节 卫星数据大气科学中的应用
第3节 气象卫星轨道分类的不同方法
第4节 卫星轨道的基本特征
第二章 气象卫星资料获取、接收和处理 4学时 刘毅
第1节 气象卫星遥感观测仪器基本特征
第2节 气象卫星资料接收
第3节 气象卫星数据处理的基本原理
第4节 气象卫星遥感数据定标定位基本原理
第三章 基本气象参数的卫星遥感 4学时 蔡兆男
第1节 辐射传输和遥感探测原理
第2节 大气成分，地表的辐射特征
第3节 云和气溶胶的辐射特征
第4节 云、温度、湿度、降水等气象参数的辐射特征及遥感反演方法
第四章 卫星云图应用 4学时 刘毅
第1节 气象卫星水汽图像分析
第2节 卫星云图识别云的种类和分布的基本原理
第3节 云雨大气的微波图像解译(1)
第4节 云雨大气的微波图像解译(2)
第五章 国家卫星气象中心参观实习 3学时 刘毅
第1节 卫星中心参观
第2节 卫星中心业务运行参观
第3节 风云卫星系列讲座
第六章 温室气体卫星遥感的科学和应用需求 4学时 刘毅
第1节 温室气体产品的应用需求
第2节 温室气体观测原理
第3节 温室气体观测方法（1）
第4节 分组讨论
第七章 温室气体反演方法 4学时 刘毅
第1节 温室气体观测方法（2）
第2节 国内外温室气体卫星现状和发展趋势
第3节 高精度遥感监测的难点
第4节 分组讨论
第八章 大气痕量气体的定量反演 4学时 蔡兆男
第1节 卫星监测碳源汇原理
第2节 温室气体反演方法的发展趋势
第3节 大气痕量气体遥感的发展历程
第4节 分组讨论
第九章 大气痕量气体的定量反演 4学时 蔡兆男
第1节 反演方法基本原理
第2节 反演的关键问题、发展趋势
第3节 衡量气体在科研中的应用
第4节 分组讨论
第十章 最优估计方法和数据同化 5学时 蔡兆男
第1节 最优估计方法
第2节 数据同化方法
第3节 数据同化方法发展趋势
第4节 分组讨论
第5节 数据同化方法应用场景及课程答疑

刘毅:研究员，博导，研究方向为卫星遥感大气温室气体监测与评估，目前担任中国科学院大气物理研究所碳中和研究中心主任，担任高分辨率对地观测系统重大专项专家委员会成员，科技部中欧温室气体卫星监测专家组负责人。发表包括Nature、Nature Communications在内的论文130余篇。
蔡兆男：副研究员，硕导，研究方向为大气成分卫星遥感，目前担任中国科学院大气物理研究所碳中和研究中心副主任，中国科学院青促会成员，主持并参与多项国家级研究项目，发表论文60余篇。