为什么气象卫星红外图像上的云是白色的，而澳大利亚是黑色的?

Question

这个问题GOES-16图像上的阳光是从东方射来的吗?显示的是可见光图像，所以在夜间，地球看起来很暗，在白天，地球稍微亮一点，云层是最亮的。

我们可以用热红外卫星图像对云和天气进行24小时成像。下面是日本和澳大利亚中午的热红外图像。我本以为云顶是冷的，内陆是热的，但事实恰恰相反!

• 云几乎是白色的
• 澳大利亚中部几乎是黑色的
• 海洋和整个亚洲大陆都是暗淡的，几乎是毫无特色的灰色;如果没有重叠的轮廓，在某些地方甚至很难分辨水的尽头和陆地的起点。

为什么会这样?这是怎么呢

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Himawari-8 IR1图像中央气象局点击查看完整尺寸

Answer 1

我在一次面试中也遇到过类似的问题!唯一不同的是，这张照片来自气象卫星上的SEVIRI。

HIMAWARI上的成像仪称为高级HIMAWARI成像仪(AHI)。的AHI IR1通道它实际上是13号通道，中心波长为10.4微米，位于窗口区域(显然它被称为IR1，参考了一颗旧卫星)。在电磁波谱的这个区域，晴空的大气大部分是透明的，所以我们可以看到大部分不受水蒸气、臭氧或其他气体阻挡的表面或云层。

在像这张这样的红外图像中，高空云是冷的。靠看这类图片为生的气象预报员喜欢把云看成白色。我是一名物理学家，我更喜欢将高强度的数值映射为白色，这将使云变黑，但预报员是最重要的用户，所以他们可以为所欲为。：）

若要将冷区显示为白色，则热区必须逻辑地显示为黑色。所以我们在这幅图中看到的是:

• 澳大利亚中部很热。这是意料之中的，因为它是一个高辐射率的炎热沙漠。这张照片显然是在12:00Z拍摄的，在澳大利亚大陆的法定标准时间20:00到22:00之间，所以太阳落山后不久，土地仍然很热。在8小时后拍摄的照片中，澳大利亚应该看起来不那么“黑”了。这张照片显然是在当地时间中午12点(东经140°)拍摄的。现在是澳大利亚的二月和夏天，北半球看起来没有那么热(与日出相比，那里的早晨也更早)。
• 云顶是冷的。这是意料之中的，因为它们在对流层上部。那些白云是冰云。
• 那里也有灰色的云，与大海没有什么对比。这些是较低的液体云，它们更温暖。在红外图像中可能很难识别最低的云，这就是为什么(例如)从卫星上探测夜间雾是困难的。

(我得到了这份工作!)

Answer 2

这可能是因为中环湾仔绕道网站已将原始数据转换为灰度图像。从本在线课程(强调我的):

[…利用辐射定律背后的数学原理，计算机可以将卫星接收到的红外辐射量转换成一个温度(正式称为“亮度温度”，尽管它与人眼看起来物体的亮度无关)。最后，这些温度被转换成灰色或白色(或者一种颜色，就像你即将看到的那样)，以创建红外卫星图像。通常，较低的温度用较亮的灰色和白色表示，而较高的温度用较暗的灰色表示．

请注意，您可能正在考虑的图像，其中热=亮，冷=暗(如课程中右边的第一张图像)，也使用一种称为假色．这些颜色不对应任何物理参数，它们只是人眼容易看到的温度表示。

现在我想问题变成了:为什么要选择这些习俗，当它们彼此对立的时候?这个我不知道…