胡秀清：風(fēng)云三號D星 探測全球大氣的“超級慧眼”

風(fēng)云三號衛(wèi)星是我國第二代極軌氣象衛(wèi)星，它的軌道在地球上空850公里左右，圍繞地球南北兩極運(yùn)行，觀測視角覆蓋全球。

目前，我國已經(jīng)成功發(fā)射了四顆風(fēng)云三號系列衛(wèi)星。2008年發(fā)射的風(fēng)云三號A星，首次實(shí)現(xiàn)了大氣三維探測，不僅可以觀測云和大氣的表面特性，而且可以探測大氣溫度濕度的垂直結(jié)構(gòu)分布，標(biāo)志著我國氣象衛(wèi)星進(jìn)入定量應(yīng)用的新階段。2010年發(fā)射的風(fēng)云三號B星是我國第一顆下午軌道氣象衛(wèi)星，它與A星一起，首次實(shí)現(xiàn)了極軌氣象衛(wèi)星的上、下午星組網(wǎng)觀測。2013年發(fā)射的風(fēng)云三號C星，則是風(fēng)云三號系列衛(wèi)星中第一顆業(yè)務(wù)衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了從科研試驗衛(wèi)星到業(yè)務(wù)應(yīng)用衛(wèi)星的轉(zhuǎn)變，它的數(shù)據(jù)資料開始被國內(nèi)和國際同行應(yīng)用于數(shù)值天氣預(yù)報。2017年11月15日發(fā)射的這顆風(fēng)云三號D星搭載了10臺對地觀測遙感儀器，被譽(yù)為探測全球大氣的“超級慧眼”。

2018年 11月30日，風(fēng)云三號D星正式由中國航天交付給中國氣象局，投入業(yè)務(wù)運(yùn)營。隨著這顆“風(fēng)云3D超級慧眼”的交付使用，我國的數(shù)值天氣預(yù)報水平，有望得到進(jìn)一步提升。那么這顆被譽(yù)為“超級慧眼”的衛(wèi)星到底有哪些不同呢？本期《科學(xué)家》雜志邀請國家衛(wèi)星氣象中心胡秀清研究員帶你認(rèn)識風(fēng)云三號D星。

我國光譜分辨率最高的極軌對地觀測衛(wèi)星

風(fēng)云三號D星是風(fēng)云三號的系列中的第四顆衛(wèi)星。它在原來三顆的基礎(chǔ)上，性能有著大幅度的提升。它有五個垂直探測器儀器包，包括大氣微波溫度計、微波濕度計、微波成像儀，然后衍生探測儀，然后還把原來的紅外通道式儀器換成了紅外高光譜，這是我國上天的第一個紅外高光譜儀器。

風(fēng)云三號D星是目前我國光譜分辨率最高的極軌對地觀測衛(wèi)星，它將紅外高光譜與微波探測儀相結(jié)合，使大氣三維熱力結(jié)構(gòu)反演精度提升了10%，大部分可見光通道輻射定標(biāo)精度達(dá)到3%的國際先進(jìn)水平，是目前我國對地觀測遙感衛(wèi)星定標(biāo)的最高水平。

風(fēng)云三號D星的地面應(yīng)用系統(tǒng)，首次建成了由南北兩極地面站，加上國內(nèi)4個地面站構(gòu)成的全球數(shù)據(jù)獲取站網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了兩小時全球完整探測數(shù)據(jù)獲取，資料應(yīng)用服務(wù)時效提高到30分鐘，計算能力增加了近20倍，數(shù)據(jù)存儲能力增加了近10倍。我們對風(fēng)云極軌衛(wèi)星的資料更加有信心了

“從3D開始，我們對風(fēng)云極軌衛(wèi)星的資料更加有信心了，因為它的精度水平，已經(jīng)跟世界水平相當(dāng)了。所以我們在大量推廣我們資料的全球應(yīng)用，特別是在各行各業(yè)的應(yīng)用。極軌衛(wèi)星我們有風(fēng)云看地球，通過它我們能看到全球是什么樣；靜止衛(wèi)星我們有風(fēng)云此刻，通過它我們隨時隨地能看到上空的云和地表覆蓋的情況。這不僅限于我們氣象行業(yè)，在林業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、海洋、漁業(yè)等方面都有著廣泛的應(yīng)用。”國家衛(wèi)星氣象中心的胡秀清自豪地說。

未來，我國將在2018年至2021年前后，陸續(xù)發(fā)射4顆風(fēng)云三號系列衛(wèi)星，組網(wǎng)打造完整的低軌氣象衛(wèi)星業(yè)務(wù)綜合觀測體系。我們期待風(fēng)云衛(wèi)星，早日實(shí)現(xiàn)“全球觀測、全球預(yù)報、全球服務(wù)”，為構(gòu)建人類命運(yùn)共同體貢獻(xiàn)中國智慧和中國力量。