風(fēng)云家族 靜觀“風(fēng)云”

劉蕓 李雪 楊娟

早在1969年1月29日，周恩來總理高瞻遠(yuǎn)矚地提出：“要搞我們自己的氣象衛(wèi)星”，并于1970年2月親自批準(zhǔn)中共中央、國務(wù)院、中央軍委文件，下達(dá)了研制氣象衛(wèi)星的任務(wù)。如今，中國已成為世界上少數(shù)同時(shí)擁有極軌和靜止氣象衛(wèi)星的國家。近40年沐風(fēng)櫛雨，我國已發(fā)射風(fēng)云衛(wèi)星16顆，接收和應(yīng)用風(fēng)云衛(wèi)星資料的國家和地區(qū)達(dá)70多個(gè)，覆蓋“一帶一路”周邊37個(gè)國家和地區(qū)，為全球氣象預(yù)報(bào)、防災(zāi)減災(zāi)做出了卓越貢獻(xiàn)。

風(fēng)云家族的成員

風(fēng)云家族根據(jù)其運(yùn)行軌道可分為極軌衛(wèi)星和靜止衛(wèi)星兩大派別，以單數(shù)命名的風(fēng)云一號(hào)和三號(hào)系列都是極軌衛(wèi)星，它們像巡邏警察一樣，實(shí)現(xiàn)對(duì)全球的巡視觀測(cè)；以雙數(shù)命名的風(fēng)云二號(hào)和風(fēng)云四號(hào)系列都是靜止衛(wèi)星，它們?nèi)缤c(diǎn)站崗的哨兵，守在赤道上空持續(xù)地“凝視”著以我國為中心的東半球地面。

風(fēng)云一號(hào)氣象衛(wèi)星是中國研制的第一代太陽同步軌道氣象衛(wèi)星，共包括四顆衛(wèi)星：FY-1A、FY-1B、FY-1C、FY-1D，這四顆衛(wèi)星如今都已“退休”。FY-1A星于1988年發(fā)射，是我國第一顆傳輸型遙感衛(wèi)星，在我國首次實(shí)現(xiàn)了氣象、海洋和空間環(huán)境的綜合探測(cè)應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)了一星多用，開創(chuàng)了我國氣象衛(wèi)星事業(yè)的新紀(jì)元。從1990年到2002年，風(fēng)云一號(hào)B、C、D星相繼升空。FY-1C衛(wèi)星在性能上作的較大改進(jìn)，被列入世界氣象業(yè)務(wù)應(yīng)用衛(wèi)星的序列。

風(fēng)云二號(hào)是我國第一代地球靜止軌道氣象衛(wèi)星，共發(fā)射七顆衛(wèi)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(yàn)衛(wèi)星，C-G為五顆業(yè)務(wù)衛(wèi)星，目前D-G這四顆星均還在軌運(yùn)行工作，實(shí)現(xiàn)了“多星在軌，統(tǒng)籌運(yùn)行，互為備份，適時(shí)加密”運(yùn)行模式，為我國和世界的氣候監(jiān)測(cè)及天氣預(yù)報(bào)提供了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的氣象觀測(cè)資料。2004年10月19日和2006年12月8日發(fā)射的FY-2D和FY-2E兩顆衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了我國氣象衛(wèi)星雙星組網(wǎng)運(yùn)行觀測(cè)。雙星重疊區(qū)動(dòng)畫技術(shù)，做的非常出色，是風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星應(yīng)用的一個(gè)亮點(diǎn)。

風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星是中國自主研制并達(dá)到國際先進(jìn)水平的新一代極軌氣象衛(wèi)星，共包括四顆衛(wèi)星：FY-3A、FY-3B、FY-3C、FY-3D，這四顆衛(wèi)星目前均在軌運(yùn)行。風(fēng)云三號(hào)最顯著的突破在于它實(shí)現(xiàn)了從二維遙感成像到三維綜合大氣探測(cè)，從單一的光學(xué)探測(cè)到紫外線、可見光、紅外線和微波的全譜段寬波譜探測(cè)，從公里級(jí)觀測(cè)提高到百米級(jí)觀測(cè)，從國內(nèi)組網(wǎng)接收到全球組網(wǎng)接收等四大技術(shù)跨越。“風(fēng)云三號(hào)”還是星載有效載荷數(shù)量、單機(jī)活動(dòng)部件數(shù)量、氣象衛(wèi)星觀測(cè)功能等方面的第一名，極大提升了氣象衛(wèi)星的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用領(lǐng)域。

風(fēng)云四號(hào)是“風(fēng)云家族”的“新丁”，它是我國首顆靜止軌道上三軸穩(wěn)定的定量遙感衛(wèi)星，將接替自旋穩(wěn)定的風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星，其連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行將大幅提升我國靜止軌道氣象衛(wèi)星探測(cè)水平。作為氣象衛(wèi)星領(lǐng)域的“智慧星”，風(fēng)云四號(hào)上搭載多通道掃描成像輻射計(jì)、干涉式大氣垂直探測(cè)儀、閃電成像儀和空間天氣監(jiān)測(cè)儀等4臺(tái)“神器”，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)重大技術(shù)突破，在世界上首次實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣的多手段綜合觀測(cè)。多通道掃描成像輻射計(jì)擁有14個(gè)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(shí)星上輻射定標(biāo)精度達(dá)到1K、靈敏度0.1K。風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星還是國際上首次將多通道掃描成像輻射計(jì)和可以給大氣做“CT”的干涉式大氣垂直探測(cè)儀裝載于同一顆衛(wèi)星，以實(shí)現(xiàn)成像觀測(cè)和大氣垂直探測(cè)相結(jié)合的綜合觀測(cè)。風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)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(shù)據(jù)在軌實(shí)時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測(cè)和跟蹤。

風(fēng)云家族能做啥

與常規(guī)氣象觀測(cè)相比，氣象衛(wèi)星在空間分辨率、時(shí)間分辨率上都具有很大的優(yōu)勢(shì)。風(fēng)云二號(hào)靜止氣象衛(wèi)星可以提供半個(gè)小時(shí)一次的高頻次觀測(cè)資料，是動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)各類突發(fā)災(zāi)害性天氣的有力工具，是天氣分析特別是短時(shí)預(yù)報(bào)和臨近天氣預(yù)報(bào)的重要依據(jù)；風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星資料最高空間分辨率達(dá)到250米，這為生態(tài)與環(huán)境遙感、洪澇、干旱監(jiān)測(cè)、積雪監(jiān)測(cè)、森林與草原火等自然災(zāi)害的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供了強(qiáng)有力的支持；風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了我國靜止軌道氣象衛(wèi)星升級(jí)換代和技術(shù)跨越，將對(duì)我國及周邊地區(qū)的大氣、云層和空間環(huán)境進(jìn)行高時(shí)間分辨率、高空間分辨率、高光譜分辨率的觀測(cè)，大幅提高天氣預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測(cè)能力。因此，風(fēng)云氣象衛(wèi)星資料在臺(tái)風(fēng)、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(zāi)、地質(zhì)災(zāi)害等監(jiān)測(cè)服務(wù)與災(zāi)情評(píng)估中發(fā)揮了重要作用。

中國天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率已從20世紀(jì)70年代約50%提高到目前的90%，風(fēng)云衛(wèi)星功不可沒。全球90多個(gè)國家和地區(qū)都在使用風(fēng)云氣象衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。目前，風(fēng)云氣象衛(wèi)星資料在我省同樣應(yīng)用廣泛：在沒有氣象衛(wèi)星以前，我們依靠氣象觀測(cè)站來獲取資料分析天氣，由于觀測(cè)站點(diǎn)少，地球上很大面積都是盲區(qū)，那里的天氣情況我們無從知曉；有了氣象衛(wèi)星以后，我們不僅能獲取全球觀測(cè)資料，而且觀測(cè)時(shí)間和空間分辨率都在不斷提高，特別是風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星的成功發(fā)射，從圖像觀測(cè)逐步到三維探測(cè)和全天候觀測(cè)，極大的提高了天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。其次，風(fēng)云氣象衛(wèi)星資料在氣象災(zāi)害中的應(yīng)用是有目共睹的，通過對(duì)云系發(fā)生發(fā)展的監(jiān)測(cè)，以及提供的云頂亮溫等產(chǎn)品資料，可以識(shí)別出冰雹、暴雨、大風(fēng)等災(zāi)害；通過監(jiān)測(cè)陸面溫度，可以判斷出高溫的范圍以及變化；此外，利用風(fēng)云氣象衛(wèi)星資料還開展了干旱、大霧等氣象災(zāi)害的監(jiān)測(cè)以及植被、水體、火情等的監(jiān)測(cè)，逐步形成了具有西南山地環(huán)境特色的衛(wèi)星氣象遙感應(yīng)用領(lǐng)域。

風(fēng)云家族的未來

現(xiàn)在，貴州正邁著自信的步伐，走向科技的前沿。要想準(zhǔn)確猜透老天的“心思”，我們還有很長的一段路要走。隨著“風(fēng)云家族”的不斷壯大，我們將繼續(xù)提升衛(wèi)星數(shù)據(jù)和服務(wù)產(chǎn)品的利用價(jià)值，促進(jìn)貴州喀斯特地區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展，提升抵御和防范生態(tài)退化和自然災(zāi)害的能力，使衛(wèi)星遙感信息在天氣氣候預(yù)測(cè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、旅游業(yè)、環(huán)境保護(hù)等方面得以充分應(yīng)用，成果的應(yīng)用有利于推動(dòng)建成環(huán)境優(yōu)美和可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)文明社會(huì)。（編輯/高緯時(shí) 任偉）