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风云新“星”闪亮登场

2017-11-30 16:40:41来源:

11月15日2时35分,一簇光亮冲破黑夜的宁静。我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功将“风云三号D”气象卫星发射升空,卫星随后顺利进入预定轨道。作为“风云”系列气象卫星家族的新成员,“风云三号D”卫星将与2013年9月发射成功的“风云三号C”卫星共同组网,强化我国极轨气象卫星上、下午星组网观测的业务布局

“风云三号D”星成功进入预定轨道,接下来,它将如何进一步拓展我国气象观测应用前景,纵览全球风云变幻?《经济日报》记者带您一探究竟。

慧眼独具探秘风云

“风云三号D”星可以极大增强对地球大气动力、热力参量和温室气体的捕获能力,成为我国光谱分辨率最高的对地观测卫星之一

“风云三号D”星被很多研发人员亲切地称为“3D”。作为我国已成功发射的“风云三号”A星、B星和C星后的第四颗极轨气象卫星,“风云三号D”星将帮助人们更早获知未来天气状况,降低自然灾害对经济社会的影响。

“‘3D’继承了‘风云三号C’星的微波温度计、微波湿度计、微波成像仪和掩星探测仪,C星的这4个仪器已经在我国自主发展的GRAPES全球数值天气预报系统中做了同化应用。目前,GRAPES全球数值预报系统同化用的是6小时时间窗三维变分同化,C星和‘3D’分别作为上、下午星,在6小时同化中将实现全球观测。”中国气象局数值预报中心模式研发室副主任韩威说。

除了覆盖全球观测的影响力,“风云三号D”还能做到“慧眼”独具。据气象专家介绍,“风云三号D”星搭载了多台高分辨率成像仪,可以极大增强对地球大气动力、热力参量和温室气体的捕获能力,当仁不让地入选我国光谱分辨率最高的对地观测卫星之一。

其中,“风云三号D”星的一大亮点是,增加了具有1370个通道的红外高光谱大气垂直探测仪,能够像电子计算机断层扫描(CT)那样,对晴空大气三维结构进行“切片”处理,窥探其中的温度、湿度三维结构,提供更加精细的大气温度和湿度垂直探测信息,为数值天气预报提供更加准确的初始场,提高预报精度,增强对我国中长期数值天气预报的支撑能力,并将天气预报的有效时效延长2至3天。

很难想象,面对波长仅有600纳米(1纳米=10"-9米)的可见光,新增的红外高光谱大气探测仪和高光谱温室气体监测仪依然能分成几百乃至上千个通道,将不同谱线的可见光吸收探测,大幅提升“风云三号D”星对高空大气的层析能力。

“如今,科研和业务部门越来越意识到加强卫星应用预先研究的重要性,它带来的效益非常可观。”韩威告诉记者,“风云三号D”星的发射,不仅是我国在轨运行“风云”系列卫星中增量的变化,其作为我国气象卫星体系的一部分,与国际上其他气象卫星共同组成“星座”,对我国和全球的数值天气预报都将作出贡献。

应用服务无限延伸

“风云三号D”星在性能和速度上都有不小的提升,可实现大气、陆地、海洋参量的高精度定量反演,为我国生态治理与恢复、环境监测与保护等提供有效支持

截至目前,我国已成功发射15颗气象卫星,在轨运行8颗。其中,7颗是业务运行,为气象、海洋、林业、农业、民航以及军事等领域提供了大量全球及区域性地球观测信息。

此次一跃升空的新星“风云三号D”相较于过去的“老型号”,在性能和速度上都有不小的提升。“‘风云三号D’星是国内首颗利用南极卫星数据接收站接收数据的对地遥感卫星。”该卫星地面应用系统总指挥、国家卫星气象中心副主任张鹏说,其90%的观测数据能在观测后80分钟内传回国内,传输速率增加了30%,计算能力增加了17.5倍,数据存储能力增加了近10倍。

不只是数据“跑”得更快,“风云三号D”的应用领域正在无限延伸。据中国气象局遥感应用服务中心主任唐世浩介绍,“3D”搭载的中分辨率光谱成像仪可实现云、气溶胶、水汽、陆地表面特性、海洋水色等大气、陆地、海洋参量的高精度定量反演。

仪器观测能力的增强,有效提高了对植被、冰雪、雾霾、森林草原火险、洪涝等要素的监测能力,为我国生态治理与恢复、环境监测与保护等提供科学支持。同时,也为全球生态环境监测、灾害监测和气候评估等提供中国观测方案。

“气候监测需要长期稳定的监测数据,‘风云三号’系列卫星从2008年起,长期对各项主要气候变化敏感要素进行监测,‘风云三号D’星在气候监测方面的一大亮点就是增加了温室气体监测功能。”中国气象局遥感应用服务中心副主任张兴赢说。

未来,“风云三号D”星在干旱、高温、海冰消融、海温变化、厄尔尼诺等方面的监测能力不容小觑,相信它将在气候监测方面交出一份令人满意的答卷。

大国担当全球受益

“风云三号”卫星已成为全球天基气象观测系统的重要组成部分,其观测资料向全球免费开放共享,有超过70个国家和地区在下载使用“风云三号”数据

据了解,我国是世界上少数几个同时拥有极轨和静止轨道气象卫星的国家。“风云三号”卫星与美国现役NOAA系列气象卫星、欧洲新一代气象卫星METOP一起,被世界气象卫星协调组织纳入新一代世界极轨气象卫星观测序列,成为全球天基气象观测系统的重要组成部分。

“风云气象卫星实现了由试验卫星向业务卫星的转变,卫星在轨运行稳定、观测资料多部门共享,为多个行业和领域提供了重要的基础遥感资料和产品支撑。目前,国内接收利用风云卫星资料的用户已经超过2500家,取得了突出经济效益和社会效益。”国防科工局系统工程司副司长赵坚说。

赵坚介绍,风云系列卫星实现了对台风、暴雨、大雾等气象灾害的有效监测。以台风监测为例,从1998年风云二号卫星投入运行以来,截至今年11月,已对登陆或影响我国的176个台风监测实现全覆盖。风云气象卫星资料的加入,使台风预报准确率连年提升,为我国防灾减灾、应对气候变化、保障生态文明建设等作出了重要贡献。

目前,“风云三号”观测资料全部向全球免费开放共享,在国际上有着极为广泛的用户群体,被用于生态监测和全球气候变化研究等。根据国家卫星气象中心统计,有超过70个国家和地区在下载使用“风云三号”数据,其中包括37个“一带一路”沿线国家和地区。

“可以毫不夸张地说,‘风云三号’系列卫星是目前国产低轨观测卫星中国际知名度最高、认可度最高的卫星。它的全球资料共享程度非常高,是真正体现大国担当的国际化卫星。”张鹏说。

下一步,“风云三号”还将有哪些动作?“我国计划在2018年至2021年前后,再发射4颗‘风云三号’卫星。”赵坚表示,其中包括“风云三号”上午星、下午星、晨昏轨道卫星,以及运行在低倾角近圆轨道的降水测量卫星。

届时,“风云三号”系列卫星将相互配合,实现完整的低轨气象综合观测,具备高时效全球中高分辨率光学成像观测、高精度光学微波组合大气温湿度垂直分布探测、气候变化温室气体探测、风场精确探测、全球高精度降水测量以及太阳和空间环境综合探测6大能力。

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