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放眼全球,風云四號衛星實力如何?
發布時間:2021-06-04     作者:趙竹青   來源:人民網   分享到:

  6月3日00時17分,我國第二代靜止軌道氣象衛星的首顆業務衛星——風云四號B星在西昌衛星發射中心成功發射。此次B星的成功發射使我國風云四號A星、B星成功實現雙星在軌、東西布局的業務模式,確保我國靜止軌道氣象衛星觀測業務的連續、穩定運行。

  到底什么是靜止軌道氣象衛星?我國靜止軌道氣象衛星是如何發展的?靜止軌道氣象衛星在我們的生活中又起著何種作用?本文帶你一探究竟。

  什么是靜止軌道氣象衛星? 

  中國航天科技集團八院風云四號總設計師董瑤海介紹,按照運行軌道劃分,氣象衛星可分為繞地球兩極運轉的極軌氣象衛星和相對地球不動的靜止軌道氣象衛星兩大系列。一般來說,靜止軌道氣象衛星在地球赤道上空約3.58萬公里,相對地球靜止,可觀測地球表面三分之一的固定區域并對同一目標地區進行持續不斷的氣象觀測。

  “我國是世界上少數幾個同時擁有極軌和靜止軌道氣象衛星的國家?!倍幒=榻B說,經過50余年的發展,我國已成功發射風云一號、風云二號、風云三號以及風云四號兩代四型共18顆風云氣象衛星。其中,風云一號和風云三號屬于極軌氣象衛星,可以獲取全球觀測數據,是實施全球監測的“巡邏兵”;風云二號和風云四號屬于地球靜止軌道氣象衛星,相對地球靜止不動,可以獲取我國所在區域的連續動態觀測數據,是堅守崗位的“哨兵”。

  靜止軌道氣象衛星在生活中到底起著何種作用? 

  天氣變化影響著人們穿衣、出行,乃至生活的方方面面,而為準確預報天氣以及監測天氣的發展和影響提供支撐是我國靜止軌道氣象衛星眾多基本功之一。

  2021年4月14日,第2號臺風“舒力基”在菲律賓以東洋面生成,根據風云四號靜止氣象衛星監測顯示:“舒力基”眼區已填塞,整體呈現非對稱結構,預計“舒力基”向東北方向移動,強度緩慢減弱,對我國海區的影響基本結束;受近10年來中國最強沙塵天氣突襲影響,2021年3月,中國北方多個城市空氣質量出現嚴重污染,風云四號靜止氣象衛星在3.6萬公里的高空以“火眼”監測沙塵天氣,幫助氣象部門順利分析出沙塵天氣的后續影響范圍,并為廣大市民作出天氣預警;2020年3月30日,四川涼山西昌突發森林大火,危及到西昌市區,利用風云四號等多源衛星資料,我國順利對森林火災開展監測評估工作;2020年7月,受持續強降水和上游來水共同影響,南方多地發生洪澇災害,造成3000多萬人受災,直接經濟損失達到600多億,通過靜止軌道氣象衛星等影像監測資料,我國對洞庭湖等水體面積開展實時分析監測……

  中國航天科技集團八院風云四號總指揮陳文強表示,憑借最新搭載的快速成像儀,風云四號B星可以實現對數百萬平方公里區域1分鐘/次的成像,對中小尺度的天氣系統具備更強的監測能力。針對臺風、暴雨、強對流、大霧、沙塵、霾等災害性和高影響天氣,風云四號雙星在軌聯合觀測,結合極軌氣象衛星風云三號系列,可提供更加及時、準確的觀測數據,為保證人民生命財產安全不斷貢獻“風云力量”。

  我國靜止軌道氣象衛星是如何發展的? 

  陳文強介紹,作為我國首個研制并投入使用的靜止軌道氣象衛星系列,風云二號氣象衛星于1986年啟動研制。隨著1997年、2000年風云二號A星、B星先后成功發射,積累了大量地面研制和在軌試驗數據。2004年風云二號C星成功發射,成為當時國內應用最為廣泛的業務應用衛星,被列為全球氣象衛星觀測網的重要業務衛星之一。從2006年到2018年,我國又先后發射5顆風云二號系列衛星,挑起了國家重大活動氣象保障的重擔。

  2016年12月11日,被稱為中國氣象衛星界“實力擔當”的第二代靜止軌道氣象衛星——風云四號A星成功發射。風云四號A星對地綜合觀測能力全球領先,是國際上首顆單星實現對地“多光譜二維成像+高光譜三維探測+超窄帶閃電成像”綜合觀測的靜止軌道氣象衛星。A星的成功發射,實現了我國靜止氣象衛星從風云二號到風云四號的更新換代,使我國氣象衛星技術實現從跟跑、并跑轉向并跑、局部領跑的轉變。

  2021年6月3日,風云四號B星發射成功。在繼承A星基礎上,B星提升原有載荷性能,同時新增快速成像儀,在國際上首次實現靜止軌道250m空間分辨率全天時觀測,通過長線列探測器和二維靈活掃描成像,實現更高分辨率、更靈活快速地對地特定區域掃描成像,大幅提高了我國對一些尺度較小、持續時間較短的短臨天氣現象的觀測能力。

  放眼全球 風云四號實力如何? 

  近年來全球靜止氣象衛星觀測能力已逐漸不能滿足日益增長的觀測需求,我國與美、歐、日、韓等爭先發展靜止軌道氣象衛星,中、美、歐更是同步開展新一代的靜止軌道氣象衛星的研發工作。

  其中,美國GOES-R系列和中國風云四號系列均已在2016年底同期發射,而歐洲的MTG系列目前仍在研制過程中。采用三軸穩定控制方式,新一代靜止軌道氣象衛星具有靈活觀測的能力,可極大增強對中小尺度和災害性天氣系統的監測能力。

  作為美國最新一代靜止軌道氣象衛星,GOES-R系列共由4顆衛星組成,并被NOAA(美國國家海洋和大氣管理局)稱之為“迄今科學能力最強的氣象衛星”。衛星裝載的有效載荷包括先進基線成像儀(ABI)、閃電成像儀(GLM)以及空間環境探測儀器,但由于研制費用、研制難度等原因,GOES-R系列沒有發展基于邁克爾遜干涉原理的高光譜三維探測功能。2016年11月19日,首顆星GOES-16發射升空,衛星設計壽命為15年,包括10年在軌運行和5年在軌存儲。

  目前,歐洲正在發展被歐空局稱之為“迄今為止最大型最復雜的航天項目之一”的新一代靜止軌道氣象衛星MTG系列。該系列由MTG-I(成像衛星)和MTG-S(探測衛星)兩類衛星組成,共規劃了6顆衛星。MTG-I成像衛星載荷包括靈活成像儀(FCI)、閃電成像儀(LI),首顆星預計于2022年發射;MTG-S探測衛星載荷包括紅外探測儀(IRS)和紫外可見光近紅外探測儀(UVN),首顆星預計于2024年發射。

  歷經10余年預研和7年工程研制,由中國航天科技集團八院抓總研制的風云四號A星于2016年12月11日發射入軌。投入運行以來,使我國對臺風、暴雨等災害天氣監測識別時效從15分鐘提高到5分鐘,暴雨預警準確率提高到89%,顯著提高了臺風路徑預報精度,極大減少了國家經濟損失,保障了人民生命安全。衛星觀測范圍覆蓋亞太、印度洋及一帶一路沿線國家和地區,數據服務全國和全球用戶,被世界氣象組織納入全球對地觀測衛星序列,國際影響重大。B星的加入,將進一步提升觀測時空分辨率,尤其是新增的快速成像儀可實現對臺風暴雨等中尺度災害性天氣的連續靈活觀測。


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