热带降雨测量任务卫星

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热带降雨测量任务卫星“热带降雨测量任务”(Tropical Rainfall Measuring Mission，TRMM)卫星是专门用于定量测量热带、亚热带降雨的气象卫星，属于“地球观测系统”(EOS)，由美国国家航空航天局(NASA)、日本宇宙开发事业团(NASDA)联合研製．NASA负责卫星本体、4种仪器和运行系统，NASDA负责测雨雷达和卫星发射。
【热带降雨测量任务卫星】1997年11月27日，TRMM卫星由日本H-2运载火箭发射。为延长卫星在轨寿命，2001年8月TRMM卫星轨道高度从350km调整为402.5km 。
基本介绍中文名：热带降雨测量任务卫星
外文名：Tropical Rainfall Measuring Mission，TRMM
国家：美国、日本
发射时间：1997年
运载器：H-2运载火箭
主要功能：气象预测
项目概况降水是地球气候系统的关键部分,它通过潜热释放对大气环流系统产生很大影响。大气所得到的能量中有四分之三来自于降水的潜热释放,而地球上有三分之二的降水是发生在热带地区。但由于热带地区主要是海洋,我们对地球气候系统的关键部分即热带地区降水并没有足够的认识,因此人们一直在谋求一种能够对热带降水进行详细测量的方法。

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TRMM卫星是1997年11月27日发射成功的。它是由美国NASA(NationalAeronautical and Space Ad-ministration)和日本NASDA(National Space Develop-mentAgency)共同研製的试验卫星。自成功发射以来,它为气象工作者提供了大量热带海洋降水、云中液态水的含量、潜热释放等气象数据。TRMM卫星在2001年8月6日以前高度约为350 km,轨道範围为35°S～ 35°N 。图1为TRMM卫星扫描方式示意图。它的原设计寿命为3年,经历了近4年的运行,卫星及其搭载的仪器工作状态仍然良好,因此NASA决定让它继续服务。在2001年8月以后,为减少功耗将轨道高度提升到距地面403 km,因此所有仪器的探测範围均有所增加。TRMM卫星共搭载5种遥感仪器,分别为:可见光和红外扫瞄器VIRS(Visible and Infrared Scanner)、TRMM微波图像仪TMI(TRMM MicrowaveImager)、降水雷达PR(Precipitation Radar)、闪电图像仪LIS(Lighting Imaging Sensor)及云和地球辐射能量系统CERES(Clouds and the Earth' s RadiantEnergy System),其中VIRS、TMI和PR为TRMM卫星的基本降水测量仪器。主要参数TRMM卫星运行在倾角35°、高度(350±1.25)km、周期91.3min的非太阳同步近圆轨道上，质量3524kg，尺寸2.4m X 2.4m X4.4m，设计寿命3年。卫星为三轴姿态稳定，太阳翼呈桨形分布于卫星两侧，峰值功率1100W 。通过“跟蹤与数据中继卫星”(TDRS)进行实时传输的数据率为32kbit/s，延时传输的数据率为2Mbit/s 。有效载荷TRMM卫星主要有效载荷：“测雨雷达”，为电扫描主动相控阵微波雷达，由日本宇宙开发事业团和日本通信研究实验室联合研製。工作频率13.796GHz和13.802GHz，可以提供三维降雨分布和陆地、海面上的定量降雨数据。该仪器质量465kg，功率250W，数据率93.2kbit/s 。观测灵敏度优于0.7mm/h，水平解析度4/3kin(天底点)，垂直解析度0.25km(天底点),幅宽215km 。“可见光红外扫瞄器”，为被动穿轨扫描辐射计，由NASA/戈达德航天中心(GSFC)提供，休斯公司製造，共有0.63μm、1.69μm、3.75μm、10.8μm和12.0μm五个通道，可为降水测量提供云高和云类型等信息，也可单独进行降水估算。该仪器质量48.6kg，功率51.2W，数据率49.8kbit/s(白天)、28.8kbit/s(夜间) 。空间解析度2.2km，幅宽720km；视场+45° 。“微波成像仪”，为被动多通道/双极化微波辐射计，NASA提供，由波音卫星系统公司製造，可以根据亮温探测地球表面和大气中的微波能量，频率分别为10.7GHz、19.4GHz、21.3GHz、37.0GHz和85．5GHz(除21.3GHz採用垂直极化外，其余频率均为双极化)，採用圆锥扫描方式。仪器质量66.5kg，功率54.1 w，数据率8.5kbit/s 。採用偏置抛物面反射器(天线孔径61cm)，天线扫描最大天底角为49° 。水平解析度4.6～37km，幅宽760km 。“闪电成像仪”，为凝视型望远镜/滤波器成像系统，NASA马歇尔航天飞行中心提供，用来测量地球上的闪电分布和变化。质量20kg，功率33W，数据率6kbit/s 。视场800×800，空间解析度5km，时间解析度2ms 。“云和地球辐射能量系统”，为3通道(0.3～100μm、0.3～5μm和8～12μm)宽频辐射计，由NASA兰利研究中心提供，用来测量地表及大气发射和反射的辐射能及其分布。扫描角度±78° 。空间解析度10km 。数据处理图2为TRMM卫星资料处理流程示意图。TRMM科学数据信息系统TSDIS(TRMM ScienceData Information System)承担了TRMM卫星资料的接收、实时处理和后处理工作。TSDIS接收TRMM卫星观测的原始资料几乎与卫星扫描同步进行。TRMM数据共有5个层次(0～ 4),它们分别代表经过不同处理的资料:第0层,以时间为序并且有质量控制的原始卫星数据;第1层,标定后的VIRS反射率/亮温,TMI的亮温,PR的回波功率和反射率数据,它们的解析度等于观测仪器的像素点的大小;第2层,用第1层数据计算出的大气状况数据(如:降水、云中液态水的含量、潜热释放等),它具有与第1层数据相同的解析度;第3层,经过空间和时间平均后得到的格点形式的气象数据;第4层,资料分析产品和TRMM资料与其它探测资料联合反演得到的数据产品。