風云家族 靜觀“風云”

劉蕓 李雪 楊娟

早在1969年1月29日，周恩來總理高瞻遠矚地提出：“要搞我們自己的氣象衛星”，并于1970年2月親自批準中共中央、國務院、中央軍委文件，下達了研制氣象衛星的任務。如今，中國已成為世界上少數同時擁有極軌和靜止氣象衛星的國家。近40年沐風櫛雨，我國已發射風云衛星16顆，接收和應用風云衛星資料的國家和地區達70多個，覆蓋“一帶一路”周邊37個國家和地區，為全球氣象預報、防災減災做出了卓越貢獻。

風云家族的成員

風云家族根據其運行軌道可分為極軌衛星和靜止衛星兩大派別，以單數命名的風云一號和三號系列都是極軌衛星，它們像巡邏警察一樣，實現對全球的巡視觀測；以雙數命名的風云二號和風云四號系列都是靜止衛星，它們如同定點站崗的哨兵，守在赤道上空持續地“凝視”著以我國為中心的東半球地面。

風云一號氣象衛星是中國研制的第一代太陽同步軌道氣象衛星，共包括四顆衛星：FY-1A、FY-1B、FY-1C、FY-1D，這四顆衛星如今都已“退休”。FY-1A星于1988年發射，是我國第一顆傳輸型遙感衛星，在我國首次實現了氣象、海洋和空間環境的綜合探測應用，真正實現了一星多用，開創了我國氣象衛星事業的新紀元。從1990年到2002年，風云一號B、C、D星相繼升空。FY-1C衛星在性能上作的較大改進，被列入世界氣象業務應用衛星的序列。

風云二號是我國第一代地球靜止軌道氣象衛星，共發射七顆衛星：FY-2A、FY-2B、FY-2C、FY-2D、FY-2E、FY-2F、FY-2G，其中， A和B為兩顆試驗衛星，C-G為五顆業務衛星，目前D-G這四顆星均還在軌運行工作，實現了“多星在軌，統籌運行，互為備份，適時加密”運行模式，為我國和世界的氣候監測及天氣預報提供了實時動態的氣象觀測資料。2004年10月19日和2006年12月8日發射的FY-2D和FY-2E兩顆衛星實現了我國氣象衛星雙星組網運行觀測。雙星重疊區動畫技術，做的非常出色，是風云二號衛星應用的一個亮點。

風云三號氣象衛星是中國自主研制并達到國際先進水平的新一代極軌氣象衛星，共包括四顆衛星：FY-3A、FY-3B、FY-3C、FY-3D，這四顆衛星目前均在軌運行。風云三號最顯著的突破在于它實現了從二維遙感成像到三維綜合大氣探測，從單一的光學探測到紫外線、可見光、紅外線和微波的全譜段寬波譜探測，從公里級觀測提高到百米級觀測，從國內組網接收到全球組網接收等四大技術跨越。“風云三號”還是星載有效載荷數量、單機活動部件數量、氣象衛星觀測功能等方面的第一名，極大提升了氣象衛星的應用價值和應用領域。

風云四號是“風云家族”的“新丁”，它是我國首顆靜止軌道上三軸穩定的定量遙感衛星，將接替自旋穩定的風云二號衛星，其連續、穩定運行將大幅提升我國靜止軌道氣象衛星探測水平。作為氣象衛星領域的“智慧星”，風云四號上搭載多通道掃描成像輻射計、干涉式大氣垂直探測儀、閃電成像儀和空間天氣監測儀等4臺“神器”，實現了多個重大技術突破，在世界上首次實現對大氣的多手段綜合觀測。多通道掃描成像輻射計擁有14個輻射成像通道，覆蓋可見光、短波紅外、中波紅外和長波紅外等波段，接近美國的GOSE-R的16通道，同時星上輻射定標精度達到1K、靈敏度0.1K。風云四號衛星還是國際上首次將多通道掃描成像輻射計和可以給大氣做“CT”的干涉式大氣垂直探測儀裝載于同一顆衛星，以實現成像觀測和大氣垂直探測相結合的綜合觀測。風云四號衛星裝載的我國首次研制的閃電成像儀可秒拍500張閃電圖，并完成閃電成像數據在軌實時處理，實現了對強對流天氣的監測和跟蹤。

風云家族能做啥

與常規氣象觀測相比，氣象衛星在空間分辨率、時間分辨率上都具有很大的優勢。風云二號靜止氣象衛星可以提供半個小時一次的高頻次觀測資料，是動態監測各類突發災害性天氣的有力工具，是天氣分析特別是短時預報和臨近天氣預報的重要依據；風云三號衛星資料最高空間分辨率達到250米，這為生態與環境遙感、洪澇、干旱監測、積雪監測、森林與草原火等自然災害的動態監測提供了強有力的支持；風云四號衛星實現了我國靜止軌道氣象衛星升級換代和技術跨越，將對我國及周邊地區的大氣、云層和空間環境進行高時間分辨率、高空間分辨率、高光譜分辨率的觀測，大幅提高天氣預報和氣候預測能力。因此，風云氣象衛星資料在臺風、暴雨、洪澇、寒潮、大霧、冰雹、霜凍、凌汛、高溫、干旱、沙塵暴、森林草原火災、地質災害等監測服務與災情評估中發揮了重要作用。

中國天氣預報的準確率已從20世紀70年代約50%提高到目前的90%，風云衛星功不可沒。全球90多個國家和地區都在使用風云氣象衛星的數據。目前，風云氣象衛星資料在我省同樣應用廣泛：在沒有氣象衛星以前，我們依靠氣象觀測站來獲取資料分析天氣，由于觀測站點少，地球上很大面積都是盲區，那里的天氣情況我們無從知曉；有了氣象衛星以后，我們不僅能獲取全球觀測資料，而且觀測時間和空間分辨率都在不斷提高，特別是風云四號衛星的成功發射，從圖像觀測逐步到三維探測和全天候觀測，極大的提高了天氣預報準確率。其次，風云氣象衛星資料在氣象災害中的應用是有目共睹的，通過對云系發生發展的監測，以及提供的云頂亮溫等產品資料，可以識別出冰雹、暴雨、大風等災害；通過監測陸面溫度，可以判斷出高溫的范圍以及變化；此外，利用風云氣象衛星資料還開展了干旱、大霧等氣象災害的監測以及植被、水體、火情等的監測，逐步形成了具有西南山地環境特色的衛星氣象遙感應用領域。

風云家族的未來

現在，貴州正邁著自信的步伐，走向科技的前沿。要想準確猜透老天的“心思”，我們還有很長的一段路要走。隨著“風云家族”的不斷壯大，我們將繼續提升衛星數據和服務產品的利用價值，促進貴州喀斯特地區的生態環境保護與可持續發展，提升抵御和防范生態退化和自然災害的能力，使衛星遙感信息在天氣氣候預測、農業生產、災害監測、旅游業、環境保護等方面得以充分應用，成果的應用有利于推動建成環境優美和可持續發展的生態文明社會。（編輯/高緯時 任偉）