1.热带降雨测量任务(TRMM)

TRMM 是 NASA 和日本宇宙航空研究开发机构 (以前称日本国家空间发展署) 的合作项目，是 NASA 地球科学计划中的航天任务。日本提供运载火箭和测雨雷达，而由 NASA 提供卫星、4台仪器和卫星运行系统。

TRMM 卫星是三轴稳定的，它使用地球传感器组件和陀螺仪进行主要的姿态测定。两个太阳能电池板提供1100瓦电能。云和地球辐射能量系统(CERES)在只进行了9个月科学测量后，遭受了一次电压转换异常，从而停止运行。然而，其他仪器已返回关于热带暴风雨和降水的数据，比如地球水循环的数据，这都是空前的。

TRMM 卫星发射进入一个高350公里(217英里)的非太阳同步循环轨道，但是于2001年8月被助推到高403公里(250英里)的轨道，目的是将卫星寿命延长两年。2004年，NASA 通知日本宇宙航空研究开发机构，打算停止 TRMM 卫星在轨运行，但是，经过科学团体的呼吁，NASA 决定延长卫星运行期。2005年9月28日，NASA 同意延长 TRMM 卫星的科学运行到2009年。未来的延长计划认为在2009年底。TRMM 主要研究赤道地区的云结构和降水。由于 TRMM，科学家可以更好地预测全球能源平衡、水循环和厄尔尼诺现象。

2.地球同步运行环境卫星计划(GOES)

GOES 系列卫星由美国国家海洋与大气局（NOAA)管理，用于天气预报、空间环境监测等业务和气象学的研究，为地球同步轨道卫星。GOES采用双星运行机制，双星分别定位于135°W和75°W赤道上空，覆盖范围为20°W~165°W，约占全球面积的1/3面积，可以每天24小时连续对西半球上空进行气象观测。此外，GOES 观测已证明有助于监测沙尘暴、火山爆发和森林火灾。

GOES 虽然属于气象卫星系列，但从 GOES-1 开始的每颗卫星都搭载了空间环境监测器 SEM 子系统，2001年7月23日发射的 GOES-12 开始携带用于监视太阳大气层的太阳 X 射线成像仪 SXI。

3.美国国家海洋和大气局(NOAA)

NOAA 卫星是美国国家海洋大气局的第三代实用气象观测卫星，第一代称为 TIROS 系列(1960-1965年)，第二代称为 ITOS/NOAA 系列(1970-1976年)，其后运行的第三代称为 TIROS--N/NOAA 系列。

NOAA 的应用目的是日常的气象业务，平时有两颗卫星运行。由于一颗卫星可以每天至少可以对地面同一地区进行两次观测，所以两颗卫星就可以进行四次以上的观测。NOAA 卫星能够让我们每天都能全面了解世界各地的天气和环境状况。

4.METEOSAT

Meteosat 是欧洲的系列地球同步气象卫星。这些卫星的主要目标是提供云层覆盖和温度的可见光与红外线昼夜图像。它们每30分钟从3个光谱通道(可见光、红外线和水蒸气)采集一次数据。这些卫星由欧洲航天局负责设计，欧洲气象卫星组织负责运行，从1977年开始正式运转。Meteosat 系列卫星在长达四分之一个世纪的时间内连续提供欧洲一非洲半球的图像和天气预报数据。这一系列的最后一颗卫星 (Meteosat-7) 发射于1997年，现在仍在运行。

气象卫星是欧洲和非洲的地球静止观测者，每15分钟传送一次欧洲天气图像，它是天气预报的理想选择。

5.Aqua

AQUA 是美国制造的人造卫星，于2002年4月22日发射，可测量海流以及云层和水对环境的影响。AQUA 也是美国宇航局的多用途卫星。它不仅通过测量相对湿度 (AIRS/AMSU) 来了解地球的水循环，而且还估计了云高度 (CERES) 和能量通量 (AMSR-E)。

据法新社2002年4月22日报道，美国航天局宣布，美国发射这颗卫星以研究地球的生命之源——水。航天局官员说：“AQUA 将提供地球上水循环的最新信息，它将使有关部门今后可作出更为准确的天气预报。”

6.云气溶胶激光雷达和红外探路卫星观测（CALIPSO）

CALIPSO 卫星是 NASA 和法国国家空间研究中心的合作任务，目的是测量浮质和云层，以促进对长期气候变迁和气候变化性的预报。CALIPSO 和美国的 C1oudSat (云探测卫星)一起由一枚火箭发射，它们都是 NASA 的 “A-列车(A-Train)” 星座的成员。

该卫星的有效载荷中包括三部统一调校的最低点观察设备。它的科学数据使用 X 波段收发机向外传输，激光雷达设备和可见光摄像机由巴尔航天公司开发。这些设备协同工作，测量大气中浮质和云层的垂直分布情况，以及光学和物理性质。CALIPSO 利用激光技术和一种特殊的卷云传感器，绘制出云结构的垂直剖面。

7.电视红外观测卫星(TIROS)

TIROS-1 气象卫星是美国在1960年4月1日发射的一颗气象卫星, TIROS-1 (或 TIROS-I) 是第一次发射成功的气象卫星以及唯一系列新手卫星。它的设计测试采取的实验性技术，是一个极轨运行卫星，重270磅，其上携带有两台摄像机和两台录像机。TIROS-1 是 NASA 使用卫星帮助科学家研究地球气象系统的首次尝试，得到了美国多家机构的帮助。

1960年4月美国发射了第一颗气象卫星(Tiros-1)后，前苏联也相继发射了自己的气象卫星。从此，气象学的发展进入了一个新的时代，气象卫星的研究和应用蓬勃发展。目前，在轨道上运行的大多数气象卫星是由美国和俄罗斯发射的，其中很大一部分为极地轨道卫星，简称极轨卫星。在20世纪60年代，TIROS在发送早期风暴警报方面发挥了重要作用。具体地说，这颗近地轨道卫星是为转播红外天气观测而建造的。

8.CloudSAT

云卫星 (Cloudsat) 是美国宇航局地球系统科学探路者 (ESSP) 计划的一部分, 它是一项多卫星、多敏感器实验, 这是美国为了测量用现有卫星测量系统无法获得的那些云特性而设计的。它于2004年与云气溶胶激光雷达和红外探路者卫星观测任务 (CALIPSO) 一同发射。 它们可对地球的云层和浮质进行新型的三维观测, 用以了解全球云层怎样影响地球大气和全球变暖, 获得有关云层全球分布和演化的新知识, 回答云和浮质如何形成、发展并影响水资源供应、气候、天气和空气质量等问题。

科学家们正在提高他们对地球气候系统的理解，但仍然存在许多问题。天气和气候模型是科学家用来研究地球系统的预测工具，非常复杂，科学家用来构建模型的信息不完整。CloudSat 和 CALIPSO 正在收集其他地球观测卫星无法提供的有关云层和气溶胶垂直结构的信息。他们的数据正在改进我们的模型，并让我们更好地了解人类对大气的影响。由于这些任务，政策制定者和商业领袖可以就公共卫生、经济和更好的日常天气预报做出更明智的长期环境决策。

这颗卫星的头部埋在云层中，利用雷达描绘其垂直波段地层，这是理解大气和水文循环的关键，也源于云对天气和气候有影响。

9.Aura

Aura 卫星提供的全球数据集，为帮助科学家理解地球气候的变化提供了线索。它与四个搭载于其上的仪器一起，肩负着测量大气中的温室气体、云、尘埃粒子的任务。Aura 卫星为测量包括臭氧和水汽在内的温室气体提供了指导，帮助科学家了解这些气体如何影响气候。它还负责测量除温室气体之外与气候有关的其他大气成分，如烟尘、包含冰粒子的云等等，这些成分对于测试和改进气候模式都大有帮助。

正是有了 Aura 广泛的数据集，研究人员有关检测如厄尔尼诺这样的自然现象如何影响对流层臭氧浓度的研究才得以实现。如果没有十年及以上的历史数据资料记录，研究就难以推进。采用这些数据集，科学家能把臭氧浓度对人类活动的反应与对自然状况的反应区分开来。

10.Suomi

NASA 于2011年10月28日从加利福尼亚州范登堡空军基地发射 Suomi 国家极地轨道伴随卫星 (NPP)，其搭载的跨轨迹红外探测器 (CrIS) 联合其他四台最新探测仪。Suomi NPP 项目作为 NOAA 极地环境业务卫星(POES)和 NASA 地球观测系统卫星以及下一代联合极地卫星系统(JPSS)之间的沟通桥梁，是 NASA、NOAA 与国防部合作项目任务。该项目将为科学家提供精度更高的地球大气信息并提升天气预测和气候认知能力，目前已抵达轨道, 其搭载的五项观测仪器套件正在执行广泛的任务前检测，日前已经开始向地球发送数据。

Suomi 环绕两极的目的是为了天气预报、陆地和海洋研究。纵观历史，它捕捉到了可怕的龙卷风和超级单体的景象。

11.极轨运行的环境卫星(POES)

NOAA 的极地轨道气象卫星(POES)通过高空间和时间分辨率的图像揭开了一些大气现象的神秘面纱。POES 由一个14颗卫星机队组成，总寿命超过50年，始于1960年TIROS-1的发射，并于2009年2月6日以 NOAA-19 结束。NOAA-19 是最后一次发射的 POES 任务，未来没有计划更多，但毫无疑问的是，POES 在成就方面并不落后。POES 是第一颗用于全球太空搜索和救援的此类卫星。NOAA-10 和 -11 从太空中捕获了数千张图像，拼凑出第一张无云的地球照片。POES 是第一个从浮标、气球和海洋动物中提取位置跟踪数据的公司，主要用于保护工作。

12.土壤水分主动被动(SMAP)

土壤水分主被动探测计划 (Soil Moisture Active and Passive, SMAP) 是 美国宇航局 (NASA) 的首颗土壤水分探测卫星，也是继欧空局(ESA) SMOS (土壤水分和海洋盐度观测计划) 之后 全球第二颗专注于土壤水分观测的卫星计划，卫星于2015年1月31日美国太平洋标准时间周六上午6：22 (东部标准时间上午9:22) 在 加利福利亚范德堡空军基地搭载在 Delta-2 火箭上发射升空。它将在全球尺度上探测地表土壤水分，用以增加人们对这一地球系统关键组成部分之一的认识和理解，土壤水分是驱动我们整个生物地球的水、能量和碳三大循环系统的枢纽。SMAP 搭载 L 波段的雷达和辐射计，能够探测到地表5cm深度，具有穿透云和中等程度植被冠层覆盖的能力，SMAP 将产生至今为止最高分辨率和最高精度的土壤水分卫星产品，并配备了一对主动和被动传感器，用于测量精细尺度的全球土壤水分。由于传感器故障，它完全是被动的，类似于 SMOS。

13.SciSAT

SCISAT-1 航天器将研究控制高层大气中臭氧分布的过程。该任务的目的是测量和了解控制地球大气中臭氧分布的化学过程，特别是在高海拔地区。来自卫星的数据将为加拿大和国际科学家提供与全球臭氧过程相关的改进测量，并帮助政策制定者评估现有的环境政策并开发保护措施，以改善我们的大气健康，防止臭氧进一步消耗。NASA 的 John F. Kennedy 航天中心负责倒计时和发射管理；轨道科学公司负责提供发射服务；加拿大航天局及其承包商布里斯托尔航空航天公司负责航天器的开发和运营。

SciSAT 笼罩在地球的阴影中，只有在地球的黑暗面，它才能记录臭氧的消耗，这就是它被戏称为夜行者卫星的原因。

14.ACRIMSAT

ACRIMSAT 是 NASA 资助的一项小型卫星任务，用于监测接收到的太阳能总量（EOS 计划的一部分）。目标是以最高精度监测太阳常数或 TSI（总太阳辐照度），并在长期 TSI 数据库中提供重要链接。ACRIMSAT 是几十年来努力了解太阳输出变化及其对地球影响的一部分。

监测太阳的 ACRIMSAT 进行了太阳辐照度的实验研究。事实上，它记录了2004年金星阴影导致太阳强度下降了0.1% 的情况。

15.Megha-Tropique

在法国和印度科学界的支持下，MEGHA-TROPIQUES 任务旨在研究热带带中的水循环和能量交换。它将由印度空间研究组织（ISRO）和法国航天局（CNES）联合开发。小型卫星（> 600千克）最早可在2005年由印度 PSLV 发射器以低倾角（22/spl deg/）的轨道发射。有效载荷将在由 ALCATEL 在法国开发的 PROTEUS 多功能总线上飞行。