为什么气象卫星能预报农作物产量

科普中国网 2017-09-07

　　作者：沈岩

　　1988年9月7日，中国自行研制的第一颗极地轨道气象卫星“风云一号”发射成功。所以，今天我们就来了解一下气象卫星。

　　天气预报影响着我们每个人的生活安排。对于农民来说，气象信息不仅指导出行，对庄稼收成也有重要的实际作用，农作物生长得好不好也可以由气象卫星来预报。

　　气象卫星是一种人造地球卫星，专门从太空对地球及其大气层进行气象观测。按其轨道的不同，有地球静止气象卫星和极轨气象卫星两种。卫星上载有可见光、红外线、微波等各种遥感仪器，可获得云系分布概貌，还能监测大气层中某些气象要素的分布和变化。例如，云、地面或海面温度、大气温度和大气湿度的垂直分布、风和各种辐射资料。

　　1988年9月7日，中国发射了第一颗气象卫星——“风云一号”极轨气象卫星。由于卫星上元器件发生故障，它只工作了39天。后来，中国又相继成功发射了多颗极轨气象卫星和多颗地球静止气象卫星（“风云二号”）。2008年5月7日，中国成功发射了“风云三号”气象卫星，它是中国第二代极轨气象卫星，功能和技术更为先进。

　　早在20世纪80年代初期，国内外科学家就已开始利用美国海洋和大气管理局极轨气象卫星获得的数据对农作物生长进行动态监测，包括农作物病虫害及冻害监测、农作物播种面积测算、农作物单位面积产量的预报等。

　　不同种类的植物或同一种植物不同品种、不同长势状况和健康程度，具有不同的植物形态和细胞结构，叶绿素和水的含量差别也较大，因此它们对太阳辐射中不同的光谱波段会出现不同的反射率和光谱特征。这就是利用气象卫星预报农作物产量的物理基础。农业气象工作人员根据卫星传感器收集到的地面资料，可以判识耕地上农作物的生长状况，计算出反映农作物生长状况的指数，利用数学统计模型，进而就可以预报出农作物单位面积的产量了。

　　影响农作物生长和产量高低的因子很多，地形地貌、土壤的湿度和温度、病虫害、气候异常（如发生旱涝灾害）等都是很重要的决定因子。这些环境因子也可以通过气象卫星进行实时监测。1986年，吉林省东辽河流域大暴雨致使洪涝成灾。当时，气象部门利用气象卫星资料测算出了准确的灾区分布和农作物坏死面积，成为气象卫星遥感监测水灾的首例。

　　但必须指出的是，地面上监测到的资料也很重要，地面上定点和非定点的监测资料是对卫星资料的有力支持，解译卫星遥感资料、建立定量解译标准、组建相关模式都要依据地面监测资料。

　　气象卫星除了能监测灾害性天气、动态监测农作物生长以外，还能探测森林和草原火灾，分析鱼群活动情况，监测海雾、海冰、冰川、环境污染等。可见，气象卫星真是多才多艺呢。事实上，卫星遥感技术现已广泛应用于军事、工农业生产和科学研究的许多领域，并收到了显著的效果。