由于沙尘的光谱特性与下垫面背景有区别，随着沙尘性天气强度的不同，沙尘的粒径差异也较大，从浮尘天气到沙尘暴，其沙粒半径可以从0.01到100微米以上，当天空中大粒子沙尘增多时，光线被强烈吸收，能见度急剧下降，根据不同光谱波段上沙尘粒子的散射和辐射特性，可以有效地将沙尘层、云、地面等遥感目标物和干扰因素加以区分。

    随着遥感、地理信息系统等先进的技术的不断进步，使得卫星遥感技术对于沙尘暴的大范围、多时相监测成为了可能。相较于传统的地面监测，卫星遥感监测以其监测范围广、监测频率高、监测成本低的优点被广泛的应用于沙尘暴的监测当中。

1 数据源

    在沙尘监测中，我们采用最先进的静止卫星——葵花9号卫星数据，它可以实现逐10分钟的数据更新频率，空间分辨率1500~2000米，其搭载的新型传感器AHI波段设置丰富，包括可见光、近红外、热红外共有16个波段，具体的波段设置如下图所示：

图 葵花-9卫星相关波段信息

    对葵花9号的卫星数据进行投影、拼接、大气校正等预处理操作，再进一步对预处理后的数据的相关波段进行波段间的组合运算和图像增强技术，可以明显的突出沙尘信息，从而实现逐10分钟的全天侯、半球级沙尘监测。

    沙尘监测产品主要包括：沙尘假彩色产品、沙尘强度产品、沙尘范围产品以及沙尘事后评估产品，其中沙尘假彩色、沙尘强度、沙尘范围均可以叠加风流场以及云图数据以提供辅助决策作用，下图为卫星遥感沙尘暴监测系统。

图 沙尘监测系统界面

2 沙尘假彩色产品

    基于沙尘自身的辐射特性，以热红外波段遥感数据为基础，通过波段间的组合运算和图像增强技术，制作假彩色图，达到突出沙尘信息的目的。在沙尘假彩色图中，沙尘区域呈现出接近梅红等相关颜色，云区域呈现出暗红色和暗褐色相关颜色，非云区域呈现出亮绿和亮蓝色相关颜色。沙尘假彩色产品可以做到全天候每10分钟的更新数据，下图为全国卫星遥感监测沙尘假彩色色合成图。

图 全国卫星遥感监测沙尘假彩色专题图

3 沙尘强度产品

    由于沙尘对可见光近红外有较强的吸收作用，沙尘在白天会降低地表温度，削弱到达传感器的能量。通过利用短波红外通道与长波红外通道的亮度温差，基于密度分割法，把沙尘区的沙尘暴分为浮沉、扬沙、沙尘暴这3个级别，得到沙尘强度产品。沙尘强度产品可以做到8:00-18:00间隔10分钟的更新频率，下图为全国卫星遥感监测沙尘等级专题图。

图 全国卫星遥感监测沙尘等级专题图

4 沙尘范围产品

    沙尘范围产品可以做到全天候间隔10分钟的更新频率，下图为全国卫星遥感监测沙尘范围专题图（叠加云图）。

图 全国卫星遥感监测沙尘范围专题图