氣象衛星在環境監測中的重要性

賈辰昊

摘 要：在環境監測過程中，氣象衛星是環境數據監測和采集的重要技術手段，隨著氣象衛星技術水平的提高，其發揮的作用也越來越顯著。本文首先對氣象文星在環境監測中的重要性進行分析，進而研究氣象衛星技術的發展及應用，包括氣象衛星地面系統、信息服務、數據共享、業務運行等方面的應用，從而更好的認識氣象衛星的重要性。

關鍵詞：氣象衛星 環境監測 重要性

前 言

通過學習相關知識，我們了解到由我國自主研發的風云系列氣象衛星，已經有超過40年的運行歷史，在氣象監測和環境污染控制等方面，都發揮出了重要作用。在40多年的發展過程中，風云系列氣象衛星的功能作用也不斷完善，并實現業務化運行，廣泛應用到氣候、環境、能源、農業生產等領域，為國民經濟發展提供了技術支持。有必要對其應用重要性進行分析，并關注于氣象衛星的技術發展。

一、氣象衛星對于環境監測的重要性分析

（一）氣象衛星發展歷史研究綜述。國外關于氣象衛星的研究工作起步較早，楊軍等人（2015）對美國氣象衛星發展歷程進行了研究。美國在1960年時成功發射第一顆極軌氣相衛星TIROS-1號，首次捕捉到天氣系統完整衛星云圖。此后幾年時間，美國共發射十顆試驗衛星，并開始著手先救NIMBUS系列文星，搭建極軌業務技術平臺。該階段氣象衛星在環境監測中的應用主要體現在氣相環境分析方面。1970年，美國開始研發具有全球覆蓋功能和自動云圖傳輸功能的ITOS系列衛星研發工作。1978年，具有標志性的TIROS-N衛星發射成功，利用紅外可見光技術和高分辨率輻射計，實現四通道采集傳輸，能夠觀測熱量溫度、對熱量手指進行計算，并識別雪和海冰等。我國氣象衛星研發工作相對起步較晚，但經過幾十年的研究，成果也較為豐富。王曉海（2016）指出，我國第一顆風云氣象衛星于1988年成功發射。風云系列衛星，從衛星到地面的應用系統，均為我國自主研發設計，擁有自主知識產權。在此之后的短短二十年間，風云二號、風云三號、風云四號衛星陸續發射，種類包括極軌氣象衛星、靜止氣象衛星等，為氣候和環境監測提供了有力支持[1]。

（二）氣象衛星的主要功能作用。風云系列氣象衛星的功能較為完善，能夠滿足氣候監測和環境監測等各種類型的監測任務。在指令收發站、控制中心、數據處理中心和數據利用站等的共同配合下，可以及時接收到氣象衛星采集到的信息數據，并對衛星系統運行狀態進行監測和控制，確保其運行穩定性。不同種類的衛星具有不同的功能作用，比如由兩顆靜止衛星風云二號組成的雙星業務系統，可以對我國及周邊范圍內的天氣情況進行監測。其中，主業務衛星工作在105°E方位，備份業務衛星工作在86.5°E方位，能夠分別在汛期和非汛期執行不同的觀測模式。兩顆衛星每天能夠獲得28幅全圓盤圖和20幅北半球圖，對觀測區域進行96側觀測。也就是說，每15分鐘就可以得到一幅云圖，極大的提升了天氣監測能力，可以為預防臺風等災害氣象提供保障[2]。

二、氣象衛星技術發展及應用

（一）地面系統的應用。地面應用系統是氣象衛星的重要組成部分，直接決定這其使用功能。首先，地面應用系統要對衛星荷載情況進行管理，并及時處理衛星下傳的數據，根據實際業務需求，對其進行分發和應用。我國風云系列氣象衛星系統是由氣象局負責建設的，同時負責地面系統的運行管理。具體由衛星數據收發站接受衛星下傳數據，并負責數據存儲工作。由運行控制中心，對系統工作狀態進行判斷，及時對其異常現象作出響應。由數據處理中心對原始觀測數據進行分析，得到價值含量較高的數據和圖表，直接發送給相關用戶。其中，數據處理工作技術難度最高，由氣象中心的工作人員負責處理，從遙感目標地點提取大氣、云層、地表等定量參數。完成這些基本的運行管理和數據處理工作后，可以分發給環境部門、農業部門等業務部門，開展相應的管理工作。

（二）氣象衛星產品及信息服務。除上述觀測資料外，氣象衛星還能夠提供許多產品和服務。比如風云一號極軌衛星，不僅能提供全球圖像，還能提供長波輻射、積雪覆蓋、海表溫度等重要的環境監測數據。再比如，風云二號靜止衛星，可以提供多種圖像產品，包括水情監測圖像、火情監測圖像、干旱監測圖像和亮度溫度圖像等。這些產品數據和信息服務功能是對外開放的，除了系統自身的實時廣播功能外，也能夠從互聯網中獲取，最大化滿足各地環境監測部門的實際使用需求。特別是在環境災害監測和環境污染檢測方面，采用其他監測手段難以滿足覆蓋范圍和信息反饋及時性的要求，必須在氣象衛星產品和信息服務的支持下，才能保證環境監測及防控工作的順利開展。

（三）數據共享功能。氣象衛星檢測到的數據是高度共享的，向社會公眾公布，方便林業森林火情控制、農業水情調度等方面工作的開展。不僅如此，通過對氣象衛星數據進行規范化處理，還可以實現與外國衛星系統數據的共享共用。在此方面，我國氣象局積極開展衛星數據整編工作，對歷史數據進行長時間序列化處理，采取高精度的處理技術，面向用戶的實際數據使用需求，采取信息加工方法，實現了信息輸出與用戶需求的良好對接。另一方面，我國氣象衛星數據已經實現與美國、日本和歐洲氣象衛星數據的共享共用，通過WEB方式向全世界用戶提供氣象衛星產品及信息服務。在此情況下，可以為全球范圍內的環境監測和治理提供有力支持。

（四）實際業務應用。目前氣象衛星技術已經被廣泛應用到環境監測的各個領域，包括氣候環境監測、自然災害監測、環境污染檢測等等。其中許多環境監測業務與國民經濟生產活動有直接關系，比如海上運輸行業、礦山、林業、畜牧業、農業等。通過采用氣相衛星技術，可以對影響實際生產活動的臺風、暴雨、沙塵暴、洪澇、海冰等災害氣象進行預測分析，從而制定有效的應對措施，最大限度的降低災難損失。總體而言，氣象衛星技術與生產生活息息相關，對各個行業的發展都有重要作用，更是環境監測工作不可缺少的技術手段。

結束語

綜上所述，通過對氣象衛星的發展和工作作用進行分析，可以看出氣象衛星為環境監測工作提供了多項技術服務，極大的提升了環境監測能力。合理利用氣象衛星數據，可以做到對環境問題的實時監測和提前處理，降低自然災害風險，同時為環境治理等方面的工作提供依據。而且氣象衛星運行穩定，可以為環境監測工作的正常開展提供保障。

參考文獻

[1] 金磊，趙鑫，全廣宇.氣象衛星資料在森林環境監測中的應用[J].科學技術創新，2018（18）：147-148.

[2] 盧乃錳，鄭偉，王新，高玲，劉清華，武勝利，蔣建瑩，谷松巖，方翔.氣象衛星及其產品在天氣氣候分析和環境災害監測中的應用概述[J].海洋氣象學報，2017，37（01）：20-30.