風云四號，中國氣象預測比肩歐美

本報記者 馬俊 劉揚

12月11日0時11分，中國新一代氣象衛星風云四號首星于西昌衛星發射中心被長征三號乙運載火箭順利送入軌道。這不僅意味著中國未來的天氣監測與預報預警將更為準確，而且也代表著中國在氣象衛星這一高端領域已經達到世界先進水平。

國防科工局系統工程司副司長趙堅告訴《環球時報》記者，氣象衛星按照運行軌道劃分，可分為繞地球運轉的太陽同步軌道和相對地球不動的靜止軌道氣象衛星兩大系列，它們就好比一個定點站崗警察和一個流動巡邏警察，對地球氣象保持嚴密監測。

目前能用自己研制的兩種氣象衛星拍攝大氣云圖的國家和地區，除美歐之外，就只有中國了。中國在軌運行的氣象衛星包括在靜止軌道運行的4顆風云二號和在極軌運行的3顆風云三號衛星。而此次發射的風云四號衛星將實現靜止軌道氣象衛星的升級換代。據介紹，風云四號由中國航天科技集團公司第八研究院研制，衛星發射重量5400公斤，設計壽命7年，裝載有多通道掃描成像輻射計、干涉式大氣垂直探測儀、閃電成像儀和空間環境監測儀器包等四大有效載荷，整體性能達到了歐美最新一代靜止軌道氣象衛星的水平。

氣象預報是一個世界性難題。風云四號衛星地面應用系統總師張志清解釋說，這是由于用于氣象預報的模型需要不同高度的大氣數據，但目前地面觀測站只能提供靠近地面的數據，高空數據只能推算，這樣的預報結果自然不可能非常準確。而風云四號不僅觀測能力更強、反應速度更快，而且還可以獲取大氣的三維溫濕度結構。它是世界上首次在靜止衛星上裝載干涉式紅外大氣探測儀的，將實現對我國及周邊地區1小時一次的大氣溫濕分布的垂直探測，彌補陸地探空站點稀少（200公里）、時間頻次有限（一天兩次觀測）的不足。

此外，風云四號搭載的閃電成像儀一秒鐘可以拍攝500張閃電圖，探測區域范圍內的閃電頻次和強度，可以用來實現對強對流天氣的監測與跟蹤，提供閃電災害預警，這也是國內首次應用。

風云四號衛星與日本2016年最新發射的葵花九號衛星、美國的GOES-R衛星及歐洲正在研制的MTG等均屬于新一代靜止軌道氣象衛星。風云四號創造了多個世界領先，例如它是國際上首顆同時裝載多通道掃描成像輻射計和干涉式大氣垂直探測儀的高軌氣象衛星。這兩個設備的技術敏感度很高，要知道當年中國研制團隊赴歐考察時，相關設備被歐洲方面包得嚴嚴實實，生怕“走漏風聲”。最終美國因為技術和經費的原因，在最新一代衛星上放棄了干涉式大氣垂直探測儀；歐洲則采取分別用兩顆衛星搭載這兩種載荷的方式，以規避儀器之間相互影響而產生的復雜圖像定位與配準等技術問題。風云四號成為國際上絕無僅有的一顆衛星同步搭載掃描成像計和干涉式垂直探測儀的衛星。

由于風云四號運行在地球赤道上方3.58萬公里的高空，在這樣的高度拍攝圖像，衛星“鏡頭”的絲毫偏移，相對地面可能就是幾十乃至上百公里的差別。美國從1994年就開始著手解決相關問題，通過5顆衛星的持續改進，到2006年發射的GOES-13才有明顯改善。剛剛發射的GOES-R的定位精度達到1公里，而風云四號同樣能達到這個標準。此外，風云四號搭載的多通道掃描成像輻射計的成像通道從風云二號的5個增加到了14個，與美國剛發射的GOES-R相當。風云四號衛星選擇以青海湖為定標場，對湖水溫度的測量絕對誤差小于1度。此外，風云四號還可以通過不同光譜通道的觀測，對全國植被覆蓋、糧食畝產等做出預估。

按照《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃（2015-2025年）》，中國將發展13顆與氣象密切相關的衛星，其中全新研制的有大氣環境監測星、陸地生態系統碳監測衛星和靜止軌道微波探測星，確保后續業務運行的有3顆風云三號衛星，2顆風云四號衛星，1顆晨昏軌道氣候衛星，2顆降水測量雷達衛星，1顆高精度溫室氣體探測衛星和1顆高光譜衛星。▲