綜合：self格致論道講壇
據中國氣象局消息，9月25日至9月28日期間，用戶在微信啟動時，可以欣賞到由我國新一代靜止軌道氣象衛星「風雲四號」從太空拍攝的祖國全景。
這也是6年來微信啟動頁面首次發生變化，啟動頁背景中的地球圖片由非洲大陸上空視角，變化為了我們的祖國上空。
左側為微信之前的開機頁面原圖，右側為即將更換的風雲四號拍攝圖
據了解，微信的啟動頁面此次呈現的背景照片由「風雲四號」拍攝，它搭載了全球首個大氣垂直探測儀，並是國際上首次在單星上同時搭載了多通道掃描成像輻射計和幹涉式大氣垂直探測儀，以一顆衛星實現了兩顆衛星的功能，是我國氣象領域的一項重大成就。
事實上，此前微信啟動頁中選用的照片素材是NASA在全世界範圍公開的第一張完整的地球照片，名為「藍色彈珠」，這是人類第一次從太空中看到地球的全貌。畫面中所顯示的是非洲大陸。
關於選用這張照片作為素材的原因，微信團隊透露稱：「非洲大陸是人類文明的起源地，我們將非洲上空的雲圖作為啟動頁的背景圖，也希望將『起源』之意賦予啟動頁面。而此次展示『風雲四號』拍攝畫面，也是寓意從『人類起源』到『華夏文明』的歷史發展，旨在向億萬微信用戶展示我國大好河山風貌。」
此次微信啟動頁面展示「風雲四號」拍攝的祖國上空雲圖，不僅是對我國科技成果的一次獻禮，同時也是一次「網際網路+」在氣象領域的應用，讓越來越多的用戶可以通過微信等平臺享受到真正智慧、便捷的氣象服務。
風雲四號觀測的2017年6月7日13時，可見光三個通道合成的地球圓盤圖。雲圖反映出該時刻我國北方及東部沿海受鋒面氣旋雲系影響，出現降水天氣，我國南方的一條西南東北走向的切變線雲系也帶來了持續降水天氣，赤道北側的熱帶地區對流活躍，孟加拉灣及西太平洋有多個發展旺盛的對流雲團。
記者從國家國防科技工業局獲悉，我國新一代靜止軌道氣象衛星風雲四號今天正式交付用戶投入使用，對於提高我國航天、氣象事業的水平和國際地位具有重大意義。
風雲四號綜合技術性能國際領先，填補了三項國際空白。去年底成功發射後，在軌測試期間， 風雲四號衛星為今年5月北方地區嚴重沙塵、6月華北特大暴雨、6月底至7月初南方持續降水以及「苗柏」「南瑪都」颱風等的預警提供了有力支撐；還為「一帶一路」國際合作高峰論壇、全運會等重大活動發揮了氣象保障作用。目前風雲四號衛星已被世界氣象組織納入全球對地觀測氣象衛星序列。
（注意：中心點從原來的非洲大陸移到了中國）
沈霞 風雲四號氣象衛星掃描成像輻射計副主任設計師、中科院上海技術物理研究所副研究員
以下是沈霞在SELF講壇上的演講實錄：
大家好我是沈霞，來自中科院上海技術物理研究所，今天我特地穿了一身裙子，是想要刷新一下大家對科研女性的印象。
看到風雲兩個字，我想問一下在座的各位，大家會想到什麼？我問過很多人這個問題，有人告訴我風起雲湧，也有人跟我說風雲人物，當然也有人回答的是《風雲雄霸天下》。
現在我給大家展示的這個就是真正的地球風雲，這是去年12月11日（發射的）風雲四號氣象衛星上面掃描成像輻射計拍攝的地球24小時的雲圖，在赤道附近大家有沒有注意到有一塊亮斑在移動，是什麼？那是太陽在海洋上面的倒影，是不是看起來很神奇。在我們眼裡看來只是普通的一張圖，但是在科學家眼裡它實際上是一組龐大的數據。
我們風雲四號氣象衛星在國際上到底處在一個什麼樣的水平呢？我給大家介紹一下風四和它的國際上的小夥伴們。
首先要說一說的就是美國的GOES-16，它上面裝載的儀器叫ABI，就相當於我們風雲四號上面的輻射計。這裡再給大家講一下輻射計是什麼，很多人肯定不明白這麼一個很專業的詞，你可以把它想像成拍地球的照相機，它和衛星的關係是什麼呢，我們這個照相機就是裝在衛星平臺上的。
但是最終我們要評價風雲四號它的水平到底怎麼樣呢？主要還是要看我們衛星上裝載的這些儀器的性能，我們剛才說了美國的GOES-16上面裝載的是ABI，歐洲的MTG上面裝載的是FCI，還有我們中國風四上面裝載了輻射計。
這三個系列美歐中可以說是三足鼎立，我們如果單單從輻射計的角度來看，它的性能指標比美國的ABI和歐洲的FCI要略差了那麼一點，但是我們風四上面還裝載了另外一臺重量級的儀器，就是大氣垂直探測儀。
目前大氣垂直探測儀是世界上（在地球靜止軌道）第一個首發的（大氣垂直探測）儀器，也就是說美國人的上面沒有，歐洲人怎麼辦呢，歐洲人比較奢侈，他們覺得輻射計和探測儀這兩大載荷裝在同一個衛星上會相互幹擾，於是分了兩個衛星裝，一個衛星發輻射計另外一個衛星再發探測儀，但是我們風四上面同時裝載了這兩臺。
我們再來看看發射時間吧，在去年的11月19日美國人的GOES-16首發，而在去年的12月11日我國的風雲四號首發，為了趕上這個時間節點我們研製項目組是花了很多心思的。
說到這裡還要再補充一個，就是歐洲人的MTG他們計劃要到2019年才能發上去，說到這裡有人要問了，你怎麼不提提日本呢，日本有一個葵花9它的性能也不差呀？我為什麼不提它，是因為它上面的核心儀器是美國人賣給它們的。
風雲衛星是氣象衛星，氣象衛星對防災減災有非常重要的作用，它的投入產出比在國際上公認的是1:40，所以我國在1977年就開始發展我國的風雲衛星。
我們風雲四號的研製花了15年的時間，為什麼要花這麼長的時間呢？我現在就給大家分享一下風四輻射計研究的小故事。
2001年的時候我們所裡的王淦泉老師帶著一個光學、一個機械設計師開始預研，當時瞄準的目標是什麼呢，是美國GOES-8在1994年發射的衛星，GOES-8當時做五個通道，也就是說它一次能拍五張圖，而我們王老師瞄準的這個目標是要做十個通道一次拍十張圖，在當時看來是蠻先進的。
2004年底的時候，他唯一的機械設計師跳槽了，這個時候我就有幸的加入了這個團隊。2007年的時候，我們的原理樣機研製成功了，大家都很高興，覺得再過個一兩年我們這個十通道的產品就可以發上天了，而且在當時的國際上還是能佔到一個領先的水平的。
但是這個時候美國人推出了一個對我們來說爆炸性的新聞，也就是說他們開始打造他們的GOES-R系列。
GOES-R是什麼，就是剛剛提到GOES-16，美國人把他們沒有發射的衛星叫做R系列，就是有用字母ABCD來表示，發射完之後他們就用1234來表示，他們準備在GOES-R上面裝載的最新的儀器叫ABI，ABI跟原來的GOES-8（比）前進了不是一點點，它要拍16個通道的圖。
這個時候我們就面臨選擇了，如果我們把已經研製成功的十通道的產品發射上去，我們會在GOES-R上天之前的這一小段時間裡面保持領先，但是等GOES-R一旦上天以後，我們就又會落後他們一大截，另外一個選擇就是已經研製的這臺產品我們推翻重來，我們去研製跟GOES-R同樣技術水平的產品，經過短暫的猶豫之後項目組決定推翻重來，所以到2017年的今天我們才能看到剛才那個14個通道的美麗的圖像。
說了這麼多大家還是要問，做一臺載荷而已，一臺拍地球的照相機而已，為什麼要做這麼長的時間，它有那麼難嗎，我們手機的更新換代那麼快對不對，我下面就舉兩個例子來跟大家講一講這個技術難在哪裡。
我們先看看風雲二號的衛星，它採用了自旋穩定式，剛剛我們說了地球靜止軌道它有一個特點，就是跟我們地球是同步的，在這個軌道上我們對溫度的感覺就跟人類對溫度的感覺是一樣的。
它有一年四季，而且它也有早晚的溫差變化，失去了大氣層的保護這個溫度變化會更為劇烈。劇烈到什麼程度呢，我們產品上面的一個測溫點顯示它最低溫在-130度，最高溫的時候150度，這麼一個溫度波動是在一天內交替完成的，也就是說它每天要循環一個來回。
風雲二號的自旋穩定方式，因為它是旋轉著看地球的，它（溫度）自己就穩定掉了，這就是我們要解決的第一個問題，熱的問題。美國人他們怎麼解決這個問題呢，他們為儀器打造了一個空調房，利用他們高超的溫控技術把這個儀器控制在近乎恆溫的一個溫度狀況。
大家都知道照相機是很嬌嫩的，焦距稍微沒有調準一點那麼就離焦了，拍出來照片就模糊了。而我們的物體我們的各種材料都是有熱脹冷縮的，在這麼大的一個溫度範圍之內熱脹冷縮之後早就離焦，不知道離到哪裡去了。
但是我們國家當時的溫控技術還做不到這一點，因為我國的基礎科學、基礎技術還有基礎工業，有些硬體生產不出來，這個時候我們只能另闢蹊徑了，想什麼辦法呢，就是讓我們的照相機能夠適應更大範圍的溫差，我們把我們的光學系統做到能夠適應30度的溫差，這樣子我們就降低了對溫控技術的要求。
要解決這個問題我們缺少了一種材料。有一次在一次學術報告會中，我們無意中聽到有一個大學的老師，他們研製出一種新型的材料，這種新型材料的各種特性正好是我要建這個能夠適應大溫差的光學系統需要的，所以我們就去找他了，希望能把這種材料給我們用上。
但是第一次見面之後我們就很失望，為什麼呢？這個材料的性能雖然好，但是它的加工工藝還停留在加工圓盤圓筒這麼一個簡單的東西上面，而我們要製造的是什麼呢？是結構非常複雜，精度達到0.01毫米的一個產品。
還好我們雙方都沒有放棄，我們幫助他們改進了各種工藝，第一個產品我們用粘接的方法，經過了七八年時間的努力，最後我們出來的產品已經是一體化成型了。
我們做技術就好像搭積木一樣，這些積木就是國家基礎，有些積木我們可以直接拿來用，有些積木沒有我們怎麼辦呢？我們就創造出這個積木，這個就是我們在這個行業裡面往前推進了一步的積木，那麼後面的人如果想要設計的時候，利用這種材料的話，他們就不需要再摸索了，完全可以直接利用我們的加工工藝。
拍照片另外一個關鍵的就是要穩。我們在36000公裡這麼遠的地方拍照片，穩定是第一位的，真正的差之毫厘謬以千裡。這個穩定度到了什麼程度呢，舉個例子如果我相機偏了一個角分的話，地球上就偏了十公裡。我們這個時候就需要針對這個我們需要（創新）一套精密的掃描控制技術（方案），這套掃描控制方案出來之後，需要一個叫高精度角度傳感器（的產品）。
這麼一個（達到設計要求）精密產品也是國內沒有的，我們就輾轉調研到常州有位老先生，他有可能掌握這種技術。
這位老先生比較傳奇，他曾經是一家大型的工具機生產廠家的一個研發人員，當時他申請國家課題做了這方面的研究，研製出了世界上一流水平的角度傳感器，但是可惜的是有一天他發現他研製的傳感器被廠裡面誤當成廢品給賣出去了，小孩子們拿著這個東西在地上滾著玩，他就很傷心了，退休以後他就帶著自己的侄子女婿，一個小型的家族企業繼續他的研究。
但是大家也知道對於一個小企業來說，想要做科研無疑是天方夜譚，資金從哪裡來？設備從哪裡來？
正好我們在這個時候找到了他，當時陳先生已經年近70歲了，我們跟他們談合作他欣然答應。
我們給他們提供實驗設備，他就幫我們來研製這個高精度的傳感器，這個過程中我們一起解決了傳感器的真空適應性問題，還解決了其他的一系列問題，那麼到今天他研製的這個角度傳感器我已經在四臺載荷上面同時上天應用了。
說到這裡我想說的是什麼大家應該是明白了，我們的風四輻射計真正的核心技術都是掌握在我們自己手裡，我們的風雲四號打的是純正的中國牌，謝謝大家。