NOAA衛星

NOAA衛星是美國國家海洋大氣局的第三代實用氣象觀測衛星，第一代稱為“泰羅斯”（TIROS)系列（1960-1965年），第二代稱為“艾托斯”（ITOS)/NOAA系列（1970-1976年），其後運行的第三代稱為TIROS--N/NOAA系列。其軌道是接近正圓的太陽同步軌道，軌道高度為870千米和833千米，軌道傾角為98.9°和98.7°，周期為101.4分鐘。NOAA的套用目的是日常的氣象業務，平時有兩顆衛星運行。由於一顆衛星可以每天至少可以對地面同一地區進行兩次觀測，所以兩顆衛星就可以進行四次以上的觀測。

基本介紹

• 中文名：NOAA衛星
• 外文名：NOAA satellite
• 所屬：美國國家海洋大氣局
• 軌道高度：870千米和833千米
• 軌道傾角：98.9°和98.7°
• 軌道周期：101.4分鐘
• 感測器：AVHRR/2和TOVS

衛星參數

NOAA的軌道是接近正圓的太陽同步軌道，軌道高度為870千米和833千米，軌道傾角為98.9°和98.7°，周期為101.4分鐘。NOAA的套用目的是日常的氣象業務，平時有兩顆衛星運行。由於一顆衛星可以每天至少可以對地面同一地區進行兩次觀測，所以兩顆衛星就可以進行四次以上的觀測。

感測器

NOAA衛星上攜帶的探測儀器主要有高級甚高解析度輻射(AVHRR/2)和泰羅斯垂直分布探測儀TOVS。AVHRR/2是以觀測雲的分布、地表(主要是海域)的溫度分布等為目的的遙感器，TOVS是測量大氣中氣溫及溫度的垂直分布的多通道分光計，由高解析度紅外垂直探測儀(HIRS/2)、平流層垂直探測儀(SSU)和微波垂直探測儀(MSU)組成。AVHRR/2數據還可以用於非氣象的遙感，其主要特點是巨觀快速、廉價，在農業、海洋、地質、環境、災害等方面都有獨特的套用價值。

參數

AVHRR是NOAA系列衛星的主要探測儀器，它是一種五光譜通道的掃描輻射儀，包括5個波段，可見光紅色波段、近紅外波段、中紅外波段和兩個熱紅外波段。

用途

AVHRR/3探測器掃描角為±55.4°，相當於探測地面2800km寬的帶狀區域，兩條軌道可以覆蓋我國大部分國土，三條軌道可完全覆蓋我國全部國土。AVHRR的星下點解析度為1.1km。由於掃描角大，圖像邊緣部分變形較大，實際上最有用的部分在±15°範圍內（15°處地面解析度為1.5km），這個範圍的成象周期為6天。

為了用於洲級及全球範圍的研究，AVHRR數據經常被重採樣形成空間解析度更低的數據。目前有兩種全球尺度的AVHRR數據：NOAA全球覆蓋（GlobalAreaCoverage，GAC）數據和NOAA全球植被指數（GlobalVegetationIndex，GVI）數據（Kidwell1990）。GAC是通過對原始AVHRR數據進行重採樣而生成，空間解析度為4km，由5個AVHRR的原始波段組成，沒有經過投影變換；GVI是對GAC數據的進一步採樣而得到，空間解析度為15km或更粗，經過投影變換。此外，為了減少雲的影響，GVI是由連續7天圖像中NDVI值最大的像元所組成。美國國家海洋與大氣管理局（NOAA）從1982年起就生產GVI數據。

系列衛星

美國NOAA極軌衛星從1970年12月第一顆發射以來，近40年連續發射了18顆，最新的NOAA-19也將在2009年上半年發射升空。NOAA衛星共經歷了5代，目前使用較多的為第五代NOAA衛星，包括NOAA-15—NOAA-18；作為備用的第四代星，包括NOAA-9—NOAA-14。2011年8月，NOAA-19衛星因檢修失誤損毀。

	發射時間	正式運行時間	軌道高度	軌道傾角	軌道周期
NOAA-11衛星	1988年9月24日	1988年11月8日	841公里	98.9度	101.8分鐘
NOAA-12衛星	1991年5月14日	1991年9月17日	804公里	98.6度	101.1分鐘
NOAA-14衛星	1994年12月30日	1995年4月10日	845公里	99.1度	101.9分鐘
NOAA-15衛星	1998年5月13日	1998年12月15日	808公里	98.6度	101.2分鐘
NOAA-16衛星	2000年9月12日	2001年3月20日	850公里	98.9度	102.1分鐘
NOAA-17衛星	2002年6月24日	2002年10月15日	811公里	98.7度	101.2分鐘
NOAA-18衛星	2005年5月11日	2005年6月26日	854公里	99.0度	102分鐘

自檢和修復

NOAA氣象衛星由於其運行周期短、覆蓋面廣等特點，在海洋溫度反演和漁場預報方面具有重要的套用價值。但由於天氣氣候變化複雜，真正的晴空無雲、無霧天氣很少，故大大限制了NOAA衛星資料使用的效率。為了提高N OAA衛星資料的使用效率，達到業務套用的目的，必須對有雲、霧污染的NOAA衛星圖像進行雲、霧檢測和剔除修復處理。目前一般使用的雲、霧檢測方法主要有模式識別統計分類法和閡值法。

檢測原理：根據NOAA衛星光譜原理，植被在可見光波段內(0.58-0.68um ) 具有吸收峰；水在可見光波段內具有較強的反射峰，其反射率隨著雜質的增加而增大；土壤的光譜在可見光波段內隨著波長的延伸，反射率亦呈上升趨勢。因此，根據光譜特徵分析，在可見光波段內，植被反射率最低，水反射率次之，反射率最高的是土壤。而雲霧在可見光波段內的反射率卻明顯高於下墊面介質，其反射率隨著雲、霧區高度、厚度的變化而不同。因此，不同的雲、霧相對於植被、土壤、水域等不同下墊面在NOAA衛星可見光波段具有較高的反射率以及在熱紅外波段具有較低的亮溫等特性，給我們判別雲霧帶來了有利的條件。

特徵分析

通過對2000 —2002年以來多次沙塵天氣過程NOAA 氣象衛星AVHRR 資料的研究，選取強沙塵區、沙塵區、浮塵區、雲、積雪、沙漠、戈壁、植被區和裸地等不同下墊面為目標區，提取出各目標區各通道的探測值，對其光譜特性進行分析，研究定量區分沙塵的方法，構造了定量識別沙塵的兩種沙塵判識指數。用本方法對2000 年以來的多次NOAA 衛星沙塵暴資料個例進行定量判識，結果表明：利用兩種沙塵判識指數可以有效地區分雲、沙塵和晴空地表，並能對沙塵強度進行監測。

相關事件

NOAA一顆退役衛星發生在軌解體

美國國家海洋與大氣管理局（NOAA）的一顆退役氣象衛星突然在軌解體。該衛星（NOAA-16）在2014年退役。這也是今年發生的第二次極軌氣象衛星解體事件。美國聯合空間運行中心（JSpOC）——負責跟蹤在軌目標，並對潛在的撞擊進行預警——在11月25日表示，已認定NOAA-16衛星在軌解體。該中心在美國東部時間3:41a.m.首次探測到衛星解體，並在NOAA-16衛星軌道上跟蹤到數量不確定的“相關物體”。JSpOC在11月25日晚些時候表示，NOAA-16衛星的碎片目前對其他在軌衛星不構成威脅，並且認為碎片不是由於衛星和其他物體碰撞產生，而是NOAA-16衛星自身解體。NOAA-16衛星在2000年9月發射，設計壽命3-5年。之後該衛星一直處於備份運行狀態。2014年6月，NOAA由於一個不確定的“致命異常”而使該衛星退役。

如果得到確認，這次解體將是今年極軌衛星發生的第二次事件。2015年2月，一顆“國防氣象衛星計畫”衛星（DMSP-F13）發生在軌爆炸，並形成數十個碎片。該衛星的溫度突然升高，因此衛星工程師斷定，衛星電池由於設計瑕疵而破裂。另外7顆DMSP衛星也存在類似的設計瑕疵。美國政府制定的《在軌碎片移除指南（Orbital debris mitigation guidelines）》建議在衛星達到壽命末期時移除所有的星載能源，包括排空推進劑貯箱和電池放電。尚不清楚衛星控制者是否在NOAA-16衛星發生異常時執行了上述程式。