60
Nhiệt độ có thể được biểu diễn ở thang độ xám (đen là không mây, và độ trắng
tăng lên ám chỉ các đám mây lạnh hơn và cao hơn), hoặc ở một sơ đồ màu (xanh đen
đối với đất/biển và mây thấp, thông qua các màu sắc khác nhau đối với nhiệt độ trung
bình đến sắc thái rất sáng đối với các đám mây rất lạnh và cao).
Tô màu: để chỉ rõ nhiệt độ khác nhau trên ảnh vệ tinh IR người ta tô màu chúng
theo một bảng màu quy ước. Bảng 2.10 và hình 2.28a dưới đây là một cách quy ước
màu trên ảnh IR. Trong nhiều trường hợp quy ước bảng màu khác, người ta thường
cho kèm thang độ màu cùng với ảnh như trong thí dụ ở hình 2.28b.
Bảng 2.10 Bảng màu quy ước trên ảnh vệ hồng ngoại nhiệt
Nhiệt độ ( o C ) Màu
- 68 Da cam rất mờ / nhợt (off-white trắng ngà)
- 61 Da cam nhợt
- 55 Da cam
-47 Đỏ gạch sáng chói
-33 Đỏ hung lá cây tối
-27 Xanh lá cây tối (đỏ nhẹ)
-20 Xanh lá cây sáng chói
-12 Xanh lá cây trung bình (bluish – hơi xanh)
- 6 Xanh lá cây tối
+ 1 Xanh da trời nhẹ
+ 8 Xanh da trời vừa
+15 Xanh da trời tối
+ 22 Xám tối/xanh da trời tối
> 22 Đen
Hình 2.28a Dùng các dải màu cho trên Hình 2.28b ảnh IR kèm theo thang
bảng để chỉ nhiệt độ mây [22, (5)] nhiệt độ [22, (7)]
Ảnh IR có thể thu theo các kênh:
+ NOAA (USA): trên các kênh 4 (10,3 - 11,3 μm); kênh 5 (11,5 - 12,5 μm).
61
+ GMS 5 (JMA): kênh IR 1 (10,5 - 11,5 μm); IR 2 (11,5 - 12,5 μm); độ phân giải 5
km, độ chói 256.
+ FY-2 (Trung quốc): kênh IR 1 (10,5 - 12,5 μm).
+ MTSAT (JMA): kênh IR 1 (10,3 - 11,3 μm); IR 2 (11,5 - 12,5 μm).
c) Kênh hơi nước
Ảnh hơi nước thu được từ bức xạ do hơi nước phát xạ ở bước sóng lân cận 6 - 7
ỡm. Đây không phải là cửa sổ khí quyển nhưng là một phần của phổ mà ở đó hơi nước
là khí hấp thụ chiếm ưu thế. Trung tâm của dải hấp thụ này là 6-7 ỡm.
Sự phát xạ từ hơi nước ở tầng thấp của khí quyển thường không nắm bắt được
toàn không gian. Nếu như tầng đối lưu bên trên ẩm thì bức xạ đến được vệ tinh sẽ hầu
như bắt nguồn từ vùng (lạnh) này và được thể hiện trên sắc thái màu trắng theo quy
ước màu ảnh IR. Còn nếu như khí quyển tầng trên khô thì bức xạ sẽ bắt nguồn từ hơi
nước ở các lớp khí quyển ẩm tầng trung và sẽ hiện trên ảnh sắc thái màu tối. Trong khí
quyển ẩm bình thường, hầu như bức xạ hơi nước mà vệ tinh nhận được bắt nguồn từ
lớp 300-600hPa, nhưng khi khí quyển khô thì một phần nào bức xạ có thể đến từ các
lớp thấp như 800hPa. Vì nói chung có sự giảm dần lượng hơi nước về phía cực nên độ
cao của lớp khí quyển có đóng góp ẩm thấp hơn về phía các cực trái đất.
Ảnh hơi nước có thể thu theo các kênh:
+ GMS 5 (JMA) : WV: 6,2-7,6 μm; độ phân giải 5 km, độ chói 256.
+ Meteosat (EU): WV: 5,7-7,1 μm, độ phân giải 5km.
+ GOMS (Nga): WV:6,0-7,0 μm, độ phân giải 6,25km.
+ INSAT (Ấn-độ): WV: 5,7-7,1 μm, độ phân giải 8km.
+ Feng-Yun-2 (Trung quốc): WV: 6.2-7.6 μm., 5 km.
Hình 2.29 Ảnh hơi nước WV, GMS-5 [22, (3)] và GOES-9 [22, (2)]
Trên đây chúng ta thấy có nhiều kênh trong cùng một dải phổ, thí dụ với vệ tinh
NOAA, 2 kênh thị phổ hay 2 - 3 kênh hồng ngoại. Đương nhiên chúng có những khác
nhau ở những nét đặc thù nhằm sử dụng vào mục đích hỗ trợ cho nhau. Cụ thể là kênh
thị phổ 1 dùng chính cho nhận biết và phân tích mây ban ngày, tuyết, băng; còn kênh 2
là cận hòng ngoại dùng cho nước bề mặt, băng, tuyết. Kênh hồng ngoại 3 dùng chủ
62
yếu cho cháy rừng và mây về ban đêm; kênh 4 dùng phân biệt mây ngày/đêm và nhiệt
độ bề mặt. Kênh 5 dùng cho hơi nước, song nó cũng dùng cho mây và nhiệt độ bề mặt
như kênh 4. Ngoài ra việc tính nhiệt độ của đối tượng quan trắc cũng cần nhiều kênh
để tích phân được chính xác hơn như ta sẽ thấy ở chương 3.
2.8.3.3 Các tổ hợp kênh hay các kênh nhân tạo
Vì các kênh khác nhau biểu diễn các đặc điểm khác nhau trong hệ thống trái đất
ở phía dưới, bao gồm những hiện tượng sy-nốp khác nhau, nên việc sử dụng tổ hợp
các kênh khác nhau sẽ làm sáng tỏ những tình huống khí tượng khác nhau, đặc biệt là
những nét đặc thù. Vì thế cho nên cách tổ hợp kênh này là một công cụ hữu ích để
tăng cường nội dung sy-nốp của những bức ảnh nhận được. Những ảnh mây nhận
được bằng cách này cũng được gọi là ảnh tổ hợp. Sau đây sẽ giới thiệu một số tổ hợp
kênh đã được sử dụng ở một số trung tâm.
1) Tổ hợp tổng 2 kênh (Thị phổ + Hồng ngoại) của METEOSAT
Hình 2.30 Ảnh tổ hợp VIS + IR, 19/10/98, 12UTC [22, (1)]
Đây là công cụ giúp ta nhanh chóng và dễ dàng phân biệt được lớp phủ mây
dầy và mỏng khác nhau trong các lớp khác nhau của tầng đối lưu. Ta hãy cho ảnh thị
phổ hiện lên trong màu vàng (yellow) tương ứng với cường độ (mật độ mây) của nó,
63
còn ảnh hồng ngoại ta hiện lên trong màu xanh lơ (blue), cũng tương ứng với cường
độ của nó. Sau khi 2 ảnh chồng lên nhau thì sắc thái vàng xám trên ảnh tổ hợp sẽ biểu
thị các đỉnh mây ấm, thấp, còn sắc thái lơ xám thì diễn tả phần phủ mây lạnh và cao;
sắc thái trắng đến xám là dấu hiệu mây dày và/hoặc là các đỉnh mây lạnh nhiều lớp có
ở cả 2 kênh (hình 2.30). Dải màu của tổ hợp này là:
- Vàng tối: đất; - Trắng/Xám: mây tầng dầy, cao;
- Xanh (blue): biển; - Màu vàng: mây thấp hoặc tuyết;
- Xanh (blue): mây Cirrus cao, mỏng.
2) Hiện hình tổ hợp RGB 2 kênh thị phổ và 1 kênh hồng ngoại
(VIS1+VIS2+IR4)
Hình 2.31 Ảnh VIS1,VIS2, IR4 và ảnh tổ hợp 3 kênh [22, (8)]
64
Để tổ hợp ảnh của 3 kênh (VIS1+VIS2+IR4) với nhau, ảnh kênh VIS1 vào thời
gian ban ngày ta hiện lên trong màu đỏ (red), ảnh kênh VIS2 hiện trong màu xanh lá
cây (green), còn kênh IR4 hiện trong màu xanh nước biển (blue). Khi chồng lên nhau
ta sẽ có ý nghĩa của các tông màu như sau:
- Xanh lá cây/vàng là đất; - Xanh (blue) xẫm là biển;
- Trắng là mây dầy và cao; - Vàng là mây thấp hoặc tuyết;
- Màu tía (purple)/xanh là mây Cirrus.
Ở Tổ Vệ tinh Trung tâm DB KTTV TW cũng chế tác ảnh tổ hợp kênh RGB với
2 kênh thị phổ VIS1 (0,7ỡm), VIS2 (0,95ỡm) và 1 kênh hồng ngoại IR4 (11ỡm). Hình
2.32 dưới đây là ảnh tổ hợp của TT DB KTTV TW, 0336Z 29/11/2004.
Hình 2.32 Ảnh VIS1,VIS2 và ảnh tổ hợp 0336Z 29/11/2004 [VN]
3) Tổ hợp hiệu 2 kênh hồng ngoại (IR 4 - IR5)