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中国风云家族气象卫星的风雨四十年!

时间:2016年12月13日 信息来源:中国科技网 点击: 【字体:

■风云志

风云家族又添“新丁”。12月11日,风云四号A星发射升空。国防科工局系统工程司副司长赵坚介绍,这颗卫星与美国不久前发射的GOES-R卫星,以及欧洲正在研制的MTG等均属于新一代静止轨道气象卫星。它将实现我国静止轨道气象卫星的更新换代。

1977年,我国开始了风云一号卫星的研制工作,拉开了风云系列气象卫星发展的帷幕。该系列卫星全部由中国航天科技集团公司八院509所抓总研制,成为了我国唯一的气象卫星家族。

说起风云家族成员的大名,大家可能或多或少有所耳闻。需要注意的是,一二三四的代号,可不是简单指代四兄弟,而是代表四个不同的型号系列,其中颇有讲究。

比如,以单数命名的风云一号、风云三号系列,都是太阳同步轨道气象卫星。它们像巡逻警察一样,在距离地面500至1000公里的轨道上绕行,实现对全球的巡视观测。其中,风云一号是我国自主研制的第一代太阳同步轨道气象卫星。风云一号A星于1988年发射,是我国第一颗传输型遥感卫星,在我国首次实现了气象、海洋和空间环境的综合探测应用,真正实现了一星多用,开创了我国气象卫星事业的新纪元。从1990年到2002年,风云一号B、C、D星相继升空。不过,这四颗卫星如今都已经“告老还乡”了。

风云三号继承了风云一号的衣钵,并将其发扬光大。2008年,风云三号A星发射,其技术指标达到欧美最新一代气象卫星水平,使我国在相关领域进一步缩小与发达国家的差距。通过多项技术创新,它实现了从二维遥感成像到三维综合大气探测,从单一的光学探测到紫外、可见光、红外和微波全谱段宽波谱探测,从宽覆盖公里级观测提高到百米级观测,从国内组网接收到全球组网接收等四大技术跨越,极大提升了气象卫星的应用价值和应用领域。风云三号系列共发射3颗卫星,目前均在轨运行。

以双数命名的风云二号和风云四号系列,都是静止轨道气象卫星。它们如同定点站岗的哨兵,守在距离约36000公里的赤道上空“凝视”地面,持续进行观测。

风云二号是我国第一代地球静止轨道气象卫星。1997年风云二号A星成功发射,使我国成为世界上第三个同时拥有太阳同步轨道和地球静止轨道气象卫星的国家。

不过,风云二号系列卫星的发展历程颇为坎坷。A星运行3个月后出现故障,从此“体弱多病”,只能间歇性工作,每天工作6到8小时就要休息,在业务应用上没有达到预期效果。2000年,我国发射了风云二号B星,不幸的是,它工作了不到8个月,也“患上疾病”,信号下传衰减严重,接收起来十分困难,最终也没有实现业务化运行。在两颗星失败的基础上,科研人员总结出大量经验,并对2004年发射的风云二号C星进行了256项大的技术改进。C星入轨后接替了B星的位置,成为风云二号系列首颗业务卫星。此后从2006年至2014年,我国接连发射了风云二号D、E、F、G星,目前这4颗卫星都在工作,实现了“多星在轨,统筹运行,互为备份,适时加密”运行模式,为我国和世界的气候监测及天气预报提供实时动态的气象观测资料。

风云四号A星是我国第二代静止轨道气象卫星的首发星,也是风云家族里第15颗卫星。其时间分辨率、空间分辨率、探测谱段和探测要素都较之风云二号有大幅提升。

风云四号系列将逐步接替风云二号的业务,此外,未来我国气象领域还将有新成员加入。赵坚介绍,《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015—2025年)》中提出,后续我国与气象事业紧密相关的将有13颗卫星,其中全新研制的有大气环境监测星、陆地生态系统碳监测卫星和静止轨道微波探测星,确保后续业务运行的有3颗风云三号卫星,2颗风云四号卫星,1颗晨昏轨道气候卫星,2颗降水测量雷达卫星,1颗高精度温室气体探测卫星和1颗高光谱卫星。

赵坚说,静止轨道微波探测卫星将把静止轨道遥感探测的高时效性优势,和微波对云雨大气独具的穿透性探测能力相结合,有力提升对快速变化的台风、暴雨等灾害性天气系统的监测预警能力。其成功发射后将与风云四号组网运行,能大幅度增强我国对天气预报,尤其是对降雨预报、气候预测、自然环境和自然灾害监测的能力。降水雷达测量卫星能将主动降水测量与被动微波和光学成像遥感相结合,实现降水和云雨大气参数遥感探测,获取融化层高度和厚度信息,为提高降水数值预报的准确率,优化云微物理参数化方案提高支撑。


(作者:付毅飞)
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