我国的对地观测卫星中，气象卫星的发展与应用相对成熟，目前已形成极轨和静止两个业务运行系列卫星，可较为连续稳定获取对地观测信息。同时，我国也是当前世界上少数几个同时拥有极轨和静止气象卫星的国家。
我国的气象卫星应用系统形成了以FY-1C4D、FY-2、NOAA、EOS卫星为主的天气、气候、生态与环境及其灾害的监测服务模式，开发了能反映大气、陆地、海洋和环境特征的应用产品，为气象、海洋、农业、林业、水利、航空、航海、环境保护及国防安全等提供了大量数据和专业性服务，在防灾减灾、资源调查、环境监测等方面发挥了重大作用。在地方，多个省、市、自治区气象台也根据自己的需求和资源情况开展了各有特色的遥感监测服务工作。
目前，中国气象局正在以科学发展观为指导，积极推进以建立“多轨道、集约化、研究型、开放式”为核心内容的业务技术体制，多轨道业务对卫星遥感提出了比较明确的需求，同时，也明确了卫星遥感对多轨道业务发展的支撑作用。
卫星观测信息具有广泛的用途，天气、气候、气候变化、农业和生态气象、大气成分、人工影响天气、空间天气、雷电等轨道业务对天基观测需求强烈。
目前天气预报水平离社会需求和人们期望尚有相当距离，一个重要的原因就是现有大气要素探测和相关环境场观测的时空分辨率远远不够，给追踪和监测造成灾害的强天气系统带来很大困难。根据世界气象组织有关发展计划和分析论证，解决探测信息不足的途径将主要依赖于遥感，起主导作用的将是气象卫星。
天气预报，特别是数值天气预报最关键的卫星天气产品包括：大气垂直湿度廓线、大气垂直温度廓线、云图、云迹风、海面温度、海面风场(风速和风向)土壤湿度、各通道的辐射测量值，另外，利用卫星资料还可以对热带气旋和暴雨系统的位置、结构和强度进行估算与分析，为防灾减灾提供参考。
气候是人类生存环境中最活跃的组成部分，气候和气候变化将导致人类生存条件的变化，影响社会经济可持续发展。对地球系统进行长期稳定、连续观测，获取大气温湿廓线、降水估计、大气臭氧总量、大气气溶胶、射出长波辐射等大气参数，洋面温度、风速、海冰范围等海洋参数，植被指数、表面反射率、土地覆盖与利用率、表面温度、积雪范围及雪水当量、冰架与冰川范围等陆面参数等，是气候观测系统建设的重要内容。卫星可以对地球系统进行连续观测，并基于观测资料提取有关大气、海洋和陆地等气候参数，弥补地基观测系统的不足，为气候及气候变化预测提供基本观测依据。
大气成分测量非常复杂，因为需要测量的气体含量少，变化大。这些气体通过辐射强迫、化学反应对地球环境和气候造成潜在的影响。国外卫星已对平流层、中层臭氧化学和分布进行了大量观测，对对流层的观测则很少。平流层有丰富的数据，其原因是没有云以及低的密度和湿度使得临边扫描技术得以采用，便于探测少量吸收气体又有良好的垂直分辨率。从目前的气象卫星遥感探测资料，已经可以初步反演大气气溶胶组分、含量及部分大气痕量气体。
对于雷电业务轨道，卫星探测利用卫星仪器观测闪电，作为遥感雷暴结构、动态特性及其演变的一种工具。静止气象卫星的闪电成像仪位于36000公里赤道上空，能观测到近1亿平方公里范围，尤其是观测站少的地区闪电信息也能捕获到。低轨道卫星的闪电观测仪器，采用近红外辐射光谱方式，捕获了全球有关闪电分布、强度的信息。另外，气象卫星的高时空、高光谱分辨率资料，能实时监测造成雷电的强对流单体的发生、发展，分析其结构与对流发展程度，为闪电预测提供帮助。
对于人工影响天气，卫星遥感也可以提供很有价值的参考信息。通过对卫星资料的定量处理，可以对云类和云相态进行判释，对大气可降水量进行估计，从而对人工作业提供决策依据。在进行人工增雨作业后，利用卫星降水估计，可以对作业效果进行评估。
对于空间天气业务轨道，卫星监测是主要监测数据来源。在极轨气象卫星上搭载新一代空间环境监测仪，开展高空大气电离层的卫星全球探测，探测参量由原来的辐射带粒子扩展到全球大气风场、密度和电离层浓度;在静止气象卫星上装载太阳X射线成像观测仪、质子监测仪、电子监测仪、电位监测仪、磁场监测仪，可以监测太阳表面活动区、监测同步轨道粒子和磁场等。
高空间分辨率、多光谱的卫星遥感数据在农业生态应用领域起重要作用。农业及生态参数在空间和时间都是多变的，只有依靠天基观测才能获得大面积的信息。估产模式评估作物长势和预测产量的天基观测信息产品有叶面积指数、陆地覆盖、火灾、霜、土壤湿度和日照等。天基观测数据在烟雾监测，沙尘暴监测，积雪覆盖监测，海冰监测，城市热岛监测，森林、草原火灾监测，干旱监测，雪灾监测、水灾监测、荒漠化监测等方面都发挥了非常重要的作用。
卫星遥感既可以直接面向决策部门和公众，为其提供高品质的遥感服务，同时又是气象业务轨道重要支撑平台，为各条业务轨道提供大量卫星遥感产品，促进各项业务的发展和服务质量的提高。
目前，卫星遥感在气象业务中发挥着重要的作用。卫星遥感已经成为气象部门开展灾情监测、生态环境监测和农业区划等工作，为政府提供决策服务的主要手段。在天气和气候方面，国外的数值天气预报模式中卫星数据的使用率超过90%，卫星资料在提高数值天气预报准确率方面起到决定性的作用。
具体而言，卫星遥感有能力为多轨道业务的发展提供如下产品：
天气、人工影响天气及雷电业务：在提供高质量的卫星图像产品的同时，提供大气温湿廓线、大气水汽总量、云总量、云顶高度、云冰水厚度、深对流指数、降水、云风矢量、洋面温度、洋面风场、雾、台风位置与强度、地表温度、卫星闪电定位信息等数值产品，并进行资料同化处理，用于数值天气预报。
气候及气候变化业务：长时间序列的卫星资料可为气候与气候变化业务发展提供连续可靠的长时间序列卫星遥感定量反演产品。目前可提供的主要产品包括云参数、射出长波辐射、地面入射太阳辐射、水汽总含量、降水、气溶胶、植被指数、叶面积指数、干旱指数、海面温度、海冰范围、海冰厚度、雪盖、雪水当量等产品。
生态与农业气象业务：卫星遥感直观、快速、覆盖面广非常有利于森林、草原等自然资源调查和生态环境变化研究，卫星遥感可提供日照时数、生物量、地表温度、土壤湿度、植被指数、叶面积指数、植被覆盖度、积雪深度、雪水当量、地表蒸散、NPP、地表反照率、比辐射率，以及土地覆盖变化、荒漠化监测、积雪监测、水体范围变化、农作物估产等产品。这些产品可为农业区划、作物长势、产量预测生态灾害监测、生态演变分析等提供服务。
大气成分业务：卫星遥感可以监测温室气体、反应气体和气溶胶的变化，这些监测结果可以用于预报模式，以改进大气化学模式预报结果。在大气成分方面，卫星可提供的产品包括：气溶胶光学厚度、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等。
空间天气业务：风云卫星空间环境监测仪器数据可以提供粒子成分、高能质子能级、卫星辐射剂量、卫星表面电位、单粒子事件等监测信息与产品;同时，通过建立与西安卫星测控中心的数据传输系统，获取其他在轨卫星空间探测数据，进行空间天气分析。
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