以前，人们只能从下往上拍摄云图，由于上层云被下层云遮住，所以往往拍摄不到上层云。有了气象卫星，就可以从上往下拍摄云图。
气象卫星主要凭借电视摄像机和气象遥感器来实现对地观测。卫星上的电视摄像机开启快门后，会把图象信息转化成电信号存储下来，并发回到地面接收站上。
气象遥感器能够接收和测量地球及其大气的可见光、红外和微波辐射，并将它们转换成电信号传送到地面。地面站接收后，经过计算机处理就可以得到云的形状、云顶高度、大气温度和湿度、海面温度和冰雹覆盖面积等，进一步处理后就可以发现天气变化的趋势。把气象卫星获得的气象资料跟其他探测方法获得的气象资料一起进行综合分析后，就可以准确地预报天气了。
气象卫星除了对天气预报和气候预测有重要作用外，在自然灾害和地球环境监测以及海洋、航空、航海和农业、渔业等方面都有着广泛应用价值，是应用卫星中重要的多用途卫星，具有显著的社会和经济效益。
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