那人 那地 那顆星——記風雲三號地面系統首任總師董超華

董超華

氣象衛星地面系統建設和資料應用，是一個漫長而艱辛的歷程，凝結著幾代衛星氣象工作者的心血和智慧。

氣象衛星總體規劃和定量反演問題專家、風雲三號地面系統首任總師董超華，就是地面系統建設者中的集大成者。

中國人的航天夢，從騰飛的那一刻起，就註定勇往直前。從接收國外氣象衛星雲圖，到中國衛星服務世界，漫漫「風雲」路，一代代「追星人」奮力奔跑，託起了我國的燦爛星空。

獨立自主、自力更生，是我國氣象衛星及應用發展的立足點。作為衛星工程五大系統中的重要組成部分，地面應用系統是連接衛星到最後數據產品用戶之間的橋梁，是應用效益發揮的核心。

師夷長技，為我所用！走出自主研發和技術引進相結合的新路子——

那段「從零起步」的共同記憶

1970年我國啟動氣象衛星計劃。「要搞我國自己的氣象衛星。在我們的氣象衛星沒有出來之前，要想辦法接收利用外國氣象衛星的資料。」周恩來總理的指示，拉開了我國衛星氣象事業發展的序幕。

上世紀70年代，只有美國、蘇聯等少數國家擁有氣象衛星。當時，我國的氣象衛星尚未研製，在氣象衛星數據處理方面, 根本沒有技術可以借鑑，完全是「白紙一張」。

1971年，董超華來到剛組建不到一年的中央氣象局氣象科學研究所311衛星工作組，參與我國風雲一號極軌氣象衛星資料接收和計算機方案的設計。

剛走出大學校門的她，利用北京大學、清華大學「開門辦學」的機會，在趙柏林、尹宏等老師的有關課程和講座上，第一次聽到氣體輻射吸收理論、分子光譜、量子力學、重疊譜線和CO2振轉譜線等遙感專業方面的基本知識。

平時一有空，她就抱起《大氣紅外遙測原理》和黎光清先生從俄文翻譯的有關輻射傳輸方程建立、遙感反演方法等資料。經過近10年摸索，董超華初步掌握了大氣輻射傳輸理論和探測原理，並進行了儀器光譜指標模擬計算試驗研究等。

此時，我國仍然沒有氣象衛星資料數位化接收和定量處理方面的實際經驗，衛星於她是遙遠而陌生的。

1980年11月，董超華等四人被派遣赴美國國家環境中心，計劃用一年半的時間學習TIROS-N/NOAA氣象衛星資料接收處理技術。

他們刻苦鑽研，設計開發出一套完全按照我國可接收範圍、常規觀測、氣候等特點的區域TIROS-N/NOAA圖像處理、海面溫度計算和大氣參數反演業務處理系統軟體。

這是上世紀80年代初我國第一個把衛星資料獲取和定量處理融為一體的先進系統，並為後來設計與建設我國自己的極軌氣象衛星地面應用系統奠定了技術基礎。

該系統獲1989年國家科技進步一等獎

，世界氣象組織利用這一系統多次舉辦國際培訓班，為亞太地區培訓衛星氣象人才。

從跟蹤國外先進技術起步，消化、吸收和再創新，到建成我國自主研發的氣象衛星地面應用系統，我國的氣象衛星開發應用，在自主研發和技術引進相結合的路上，一往無前。

「任何時候都要增強自我發展能力，不能總想著把頭靠在別人的肩上，不論對一個國家還是一個人，都是這樣。」 董超華說，當時大家的想法一致，認為只要是國內可以研製或是依靠自己力量能夠實現的，都應該堅持自力更生。

打破傳統工程建設理念，業務、科研、工程三位一體！以需求為牽引，搭建星地一體化架構——

那顆「順手好用」的原創初心

1988年9月7日，風雲一號A試驗應用極軌氣象衛星成功發射，使我國氣象衛星實現了從無到有的突破。受限於我國當時的技術水平，原計劃上星的大氣探測儀器沒能實現，風雲一號只解決了非常有限的觀測服務能力問題。

上世紀90年代中後期，美國在全球衛星大氣探測方面已處於穩定的業務應用階段，而我國依然難以及時獲取國外衛星的全球觀測資料。

發展新一代極軌氣象衛星，以滿足我國數值天氣預報和氣候預測模式初始場對全球觀測資料的需要，迫在眉睫。

1994年，風雲三號衛星列入國家「九五」型號發展規劃，平臺和儀器研製啟動。2004年，被評價為「工程技術複雜、工程量大」的地面系統批覆立項，董超華被任命為總師，全面扛起地面系統設計和建設的重任。

1999年，董超華與來訪的原美國國家環境中心主任交談。

在主持頂層設計方面，董超華打破傳統工程建設理念，做到需求統籌，尤其是數據處理技術方案的星地一體化設計。總體技術班子從衛星工程的整體性、層次性和關聯性出發，將用戶納入工程系統建設的總體架構。在衛星觀測能力設計中，高度關注一線用戶的反饋，把國家氣象中心、部分省氣象局等不同特色應用需求轉化為衛星和載荷的技術性能指標。「大系統」和「小平臺」同步設計開發，使衛星資料在各地推廣應用節奏大大加快。

「讓衛星資料不僅能用更要好用，儘可能地讓我們的終極用戶感到用起來順手。」董超華說，氣象衛星應用系統是一個專業面廣、多種學科聯繫緊密的綜合技術體系，既有科學問題，又有工程問題，必須充分論證各方對衛星的需求，這就涉及到數據格式是否規範、數據質量能否保證，是否對有質量問題的數據做了標註等諸多細節。

2001年，董超華向來訪的原法國衛星遙感中心主任介紹我國的氣象衛星。

注重細節、嚴格把關——這是董超華在系統建設中秉持的一貫風格。2003年，因擴大區域數據接收範圍、新建高緯度接收站的需要，她帶隊到黑龍江省的撫遠和佳木斯兩地調研。一行人跑了多個空曠高地查看情況，詳細了解包括電磁環境、地質結構和生活條件等是否滿足建站要求，最後選址佳木斯城南的四豐山。調研途中，團隊遭遇汽車「爆胎」側翻，所幸有驚無險。

無數個夜以繼日的鏖戰，難忘的一個又一個技術攻關。為保證工程進度和質量，參研人員先後6次採取封閉式管理模式，遠離城區進行研發和完成系統聯調聯試。

2008年上半年，取得了多項自主智慧財產權、依靠自主力量設計與建設的風雲三號衛星地面系統投入使用。其規模和複雜程度與美國和歐洲相當，代表當時國際氣象衛星地面系統的最高水平。它的建成，為我國氣象業務發展，特別是數值預報業務發展提供了重要的探測手段和科學數據。

研製起點高、技術難度大！高質量的風雲三號衛星資料，吸引了全球用戶的目光——

那股「優質共享」的研發韌勁

第二代極軌氣象衛星具備全球、全天候、三維、定量、多光譜綜合觀測能力。看似簡單的這十餘個字裡，衛星和儀器載荷新技術的研發水平大幅提升。

「

「大家當時就憋著一股勁，要想在數據上實現共享，水平上必須同步，那麼對精度的要求一定不能『糙』。」董超華說。

」

觀測解析度由公裡級提高到百米量級，數據量一下子增加100倍。衛星觀測能力提高，數據處理能力就得跟上，地面系統設計和建設的要求也「水漲船高」。

為提高大氣探測參數反演精度，董超華利用周末和晚上時間，和團隊成員一起，從算法入手尋求解決途徑。

2002年秋，董超華在沙塵監測和預測研討會上。

高強度處理了兩個月的衛星觀測資料，她成功獲得一萬餘個反演統計樣本，大氣溫度反演誤差比歐美算法提高約0.5℃，為天氣預報提供了更精確的大氣參數產品，在非線性定標算法和紅外高光譜儀器指標敏感性試驗研究方面，為星載儀器研製提供了重要依據。

2008年5月27日，我國新一代極軌氣象衛星風雲三號A星成功發射。隨著裝載儀器首次打開，遙感應用產品即驚豔亮相。有了它，北極冰融、南極臭氧洞、颱風結構、沙塵暴、火災等一覽無餘。

當時，正趕上汶川地震後救援期及重建期，震區地面氣象觀測設備受到嚴重破壞。原本是科學試驗衛星的風雲三號A星臨危受命，開始對整個汶川地區天氣狀況進行監測。新建成的地面系統為該星在軌功能和性能測試提供了強有力支持，星地匹配良好、運行狀態穩定。

從A星到D星，風雲三號大氣探測儀器數據質量持續改進，微波溫度、溼度、成像儀器輻射率資料、掩星探測和紅外高光譜探測資料成功進入歐洲中期天氣預報中心和英國氣象局等國際頂尖級數值預報研究與業務運行機構系統，儀器觀測精度與歐美同類儀器相當。高質量的風雲三號衛星資料吸引了全球用戶的目光，成為全球對地觀測系統（GEOSS）的重要組成部分。

2012年，風雲三號衛星和地面應用系統獲國家科技進步二等獎。

砥礪創新、奮發成長、高歌壯大——半個世紀以來，無數像董超華一樣的氣象工作者參與見證，伴著我國衛星氣象事業走過了非凡歷程。這其中，作為星地一體化工程模式典範的風雲三號，已成為國家統籌規劃、部門協同配合的生動個例和重要印記。

中國氣象報社出品

本文作者：中國氣象報記者丁繼武

編輯：刷克

審核：段昊書