衛星觀測簡介

不知道大家有沒有想過，我們常常看到的全球觀測資料，到底是怎麼來的呢？觀測有很多種，最廣為人知的就是地面觀測坪，利用地面觀測坪，我們可以量測到氣溫、濕度、風向風速……等的數值資料；除此之外，每天釋放兩次的探空氣球，也幫助我們了解垂直剖面上的資料，這些觀測主要都是在陸地上的，然而，地球上站有廣大面積的並不是陸地，而是海洋，如果我們想要得到全球的觀測資料，海面上的資料是不可或缺的。

為了擁有海面上的觀測資料，各種海面觀測技術如雨後春筍般冒出：像是海上浮標、船舶與飛機觀測等等，但是，受限於各種因素，這些觀測資料只能涵蓋小範圍的海洋，我們仍然缺乏涵蓋全球的觀測資料。隨著衛星技術的發展，衛星逐漸被應用在觀測上，而它能夠觀測到的範圍也比過去觀測的方法大得多。那麼，衛星觀測的原理又是什麼，為什麼我們可以利用衛星進行觀測？

衛星觀測是遙測的一種。遙測指的是，觀測儀器和所要觀測的目標有一段距離，就像是我們用眼睛看到其他人、看到花花草草一樣，眼睛就是觀測儀器，而其他人、花花草草就是觀測的目標，我們不需要讓眼睛直接碰觸到其他人，才能感受到其他人的存在，因為其他人會反射光線，被眼睛接收到，光訊號再被大腦處理，大腦就告訴我們：「你看到了其他人。」

衛星遙測的原理就跟眼睛觀測很像。光源打到目標物上，反射到衛星的接收器，再將接收到的光線資料傳送到電腦，利用各種參數的演算法，解析接收到的光線，就可以繁衍出海面上的顏色、溫度、風向風速……等資訊。

衛星遙測過程 [3]

既然跟光很相關，那我們就要先來看看光譜圖吧！

上圖的光譜中，左方的光頻率高、能量高，右方則頻率低、能量低。衛星可以觀測各種波段的光，像是觀測太陽時使用紫外光，甚至更高能量的X-ray、Gamma-ray，而在觀測地球時，則經常使用紅外線與微波波段的光。

如果衛星遙測的目標物，反射的光能量越高，得到的資料解析度越高，但是容易受到天氣的影響，像是被水氣吸收掉等狀況；相對的，反射的光能量越低，則不容易受天氣影響，但資料的解析度就較低。舉例來說，如果我想觀測地面或海面的情形，如果利用可見光波段觀測，會得到比較高解析度的資料，但如果有當地有雲層覆蓋，可見光無法穿透，只好改用微波觀測，雖然避免了雲的干擾，但是卻只能達到解析度比較差的資料。

那衛星的分類有那些呢？

衛星的分類有很多種，在這裡，我先跟大家說明其中一種分類方式：地球同步衛星和繞極衛星。地球同步衛星的軌道大約在距地表36000公里處，它們永遠盯著地球的同一塊區域進行觀測，也就是說，它們的繞行周期和地球自轉週期相同；目前發射上去的地球同步衛星，在赤道附近的上空中形成一個盤面。繞極衛星則是在距地表約1000 公里的位置，繞行著南北極區附近，觀測範圍涵蓋整個地球。