這是一個和普羅大眾日常生活並不遙遠的科技事件，隨著新一代靜止氣象衛星風雲四號的成功飛天，我國迎來了新的氣象觀測時代，以及有望更為準確的天氣預報時代。
12月11日凌晨0時11分 ，風雲四號搭乘長徵三號乙運載火箭，在西昌衛星發射中心成功發射。根據這顆衛星的主用戶單位、中國氣象局的說法，風雲四號代表著當今氣象衛星的最先進水平，其成功發射標誌著我國靜止軌道氣象衛星實現了升級換代和技術跨越，將大幅度提高我國天氣預報、氣候預測能力。
所謂氣象衛星，相當於一個高懸在太空的自動化高級氣象站，由其提供的氣象雲圖，是現代天氣預報系統的基石。中國工程院院士許健民說，風雲四號的觀測質量會比上一代靜止氣象衛星即風雲二號有「臺階性」的提高。那麼這究竟是一個怎樣的提升，對民眾關心的天氣預報又有著什麼樣的影響？中國青年報·中青在線記者採訪了有關專家。
觀測能力是現有系統的上千倍
根據航天科技集團八院風雲四號衛星工程總師李卿的說法，風雲四號是我國首顆靜止軌道上三軸穩定的定量遙感衛星，搭載了多通道掃描成像輻射計、幹涉式大氣垂直探測儀、閃電成像儀和空間天氣監測儀等4種探測器，實現了多個重大技術突破。
將四大類載荷安裝在同一個衛星平臺上，就是其中的一個突破。中國氣象局副局長、風雲四號衛星工程總指揮於新文說，這是一個世界性難題的突破，解決了多個儀器同時工作所產生的相互幹擾問題。
他說，相較於其他國際先進水平靜止氣象衛星將成像儀器和探測儀器分置於兩顆衛星的普遍做法，風雲四號的這種設計大大節省了研製成本，更重要的是，在世界上首次實現對大氣的多手段綜合觀測。
具體來看，與目前業務運行的風雲二號衛星相比，風雲四號配備的掃描成像輻射計通道數量增加了2.8倍，達到14個。其觀測時間解析度提高1倍，可每15分鐘對東半球掃描一次，最快可以每1分鐘生成一次區域觀測圖像。最高空間解析度較之前提高了6倍，達到500米。
李卿說，這些新能力，將讓風雲四號以全新的方式來揭示颱風、暴雨、洪澇、森林火災、沙塵暴和空間天氣的變化規律。
風雲四號還搭載了世界首個靜止軌道幹涉式大氣垂直探測儀，其在垂直光譜探測通道達到1700個，可方向上對大氣結構實現高精度定量探測，相當於對大氣進行CT掃描。
這也是國際上靜止軌道氣象衛星的首次裝載，將首次實現靜止軌道大氣高精度溫度、溼度廓線探測，獲取的高光譜大氣數據，可進一步提高天氣預報的準確性。
根據中國氣象局的說法，風雲四號的觀測能力是現有觀測系統的上千倍，將極大提高天氣預報準確率和精細化水平。
接下來是閃電成像儀。風雲四號的成功發射，是我國自主研製閃電成像儀的首次在軌應用，填補國內空白。1秒鐘可以拍攝500張閃電圖，探測區域範圍內的閃電頻次和強度，這可以用來實現對強對流天氣的監測與跟蹤，提供閃電災害預警，也是國內首次應用。
能感知3.6萬公裡外湖水溫度的變化
放眼全球，國際上新一代靜止氣象衛星已呈現出競相發展的態勢。日本和美國分別在今年11月2日和11月19日發射同類氣象衛星。歐盟、俄羅斯、韓國、印度也計劃於2017～2018年前後發射新一代靜止氣象衛星。
風雲四號地面應用系統總師張志清說，風雲四號衛星與日本、美國2016年最新發射的葵花九號衛星、GOES－R衛星及歐洲正在研製的MTG等均屬於新一代靜止軌道氣象衛星。
氣象衛星又被叫做定量遙感衛星，除了獲取雲圖，還有一個重要的功能就是獲取準確的、定量化的大氣和地表觀測信息，為後續的應用提供服務。
張志清說，針對越來越高的定量遙感需求，風雲四號裝載的多通道掃描成像輻射計、幹涉式大氣垂直探測儀和閃電成像儀，在性能上比之前的衛星有大幅的提升。
張志清舉了一個例子，青海湖的溫度是20℃，風雲四號衛星可以做到對其溫度的測量誤差小於1℃，同時，當湖水溫度變化0.1℃時，衛星就能夠準確感知出來。
此外，風雲四號還可以通過不同光譜通道的觀測，對全國植被覆蓋、糧食畝產等作出預估。在氣象學家看來，其經濟、社會效益空前。
不過天氣預報是一件極其複雜的工作，除了溫度，還包含溼度、壓強、風等指標，涉及溫溼度、導風、閃電、輻射、雲和氣溶膠、大氣成分等數十個種類衛星遙感數據產品的應用。
張志清說，風雲四號衛星正式投入業務運行後，將提供包括雲、輻射、溫溼度、大氣、導風、閃電等34種數據產品。
革命性的跨越：提高天氣預報準確率的重器
事實上，在風雲四號之前，我國已成功發射了14顆氣象衛星，其中7顆衛星在軌運行，成為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。
國防科工局系統工程司副司長趙堅表示，極軌氣象衛星已經實現了升級換代和上、下午星組網觀測，如今，風雲四號衛星的成功發射使靜止軌道氣象衛星也實現了升級換代，並形成了「多星在軌、統籌運行、互為備份、適時加密」的業務格局。
在茫茫太空中，氣象衛星就是洞察風雲變幻的銳利「眼睛」。張志清說，氣象衛星主要是通過衛星裝載的各種探測儀器獲得不同的衛星氣象雲圖，然後通過雲圖反演出其他變量，並應用到天氣預報模式中，再根據方程的運算得到未來的天氣。
氣象衛星雲圖可分為太陽同步軌道氣象衛星雲圖和地球靜止軌道氣象衛星雲圖。不過，能用自己研製的衛星拍攝這兩種雲圖的國家和地區，美歐之外，就只有中國了。
根據趙堅的說法，風雲系列氣象衛星中的風雲一號衛星和風雲三號衛星分別是我國第一代和第二代太陽同步軌道氣象衛星，距地面高度大約500公裡至1000公裡，其拍攝的雲圖就是太陽同步軌道氣象衛星雲圖。
而風雲二號衛星和剛剛發射的風雲四號衛星則分別是我國第一代和第二代對地靜止軌道氣象衛星，距地面約3.6萬公裡，其拍攝的衛星雲圖是地球靜止軌道氣象衛星雲圖。
靜止衛星與極軌衛星，一個相對於地球保持靜止，一個則繞著地球轉動。如風雲二號衛星和風雲三號衛星對我國天氣的觀測好比一個定點站崗警察和一個流動巡邏警察。
目前，人們看到中央電視臺天氣預報的衛星雲圖，基本上來自在軌運行的風雲二號E、F、G三顆星。張志清說，風雲四號衛星正式投入業務運行後，將逐步接替風雲二號衛星提供更加及時和高精度的觀測數據，進一步提高天氣預報的準確率。
中央氣象臺首席預報員、風雲四號衛星應用首席專家許映龍說，成像和垂直觀測相結合，就好比醫生不僅有了X光片，同時還有了CT片，獲得了不同層次的切片數據，對於病情的判斷就更加準確了。
他說，這是一個革命性的跨越，「可以說，風雲四號衛星是提高天氣預報準確率的重器」。
根據官方的說法，隨著風雲衛星的發展，我國當前天氣預報的準確率從上世紀70年代的約50％，提高到了現在的90％。而風雲四號的成功發射，將進一步提高這一準確率。
未來的天氣預報會怎樣
那麼，有了衛星重器，我國天氣預報的水平究竟能提高多少，與國際發達國家相比又將如何？
這個問題並不難回答。事實上，現代天氣預報包括5個環節：氣象觀測、數據收集、綜合分析、預報會商、預報產品發布。
這其中，氣象觀測又分為地基觀測、空基觀測和天基觀測三大類。而氣象衛星，只是其中的天基觀測一環。在專家看來，氣象衛星觀測能力的提升，將會帶來天氣預報能力的提升，不過至於能提升多少，以及能否和歐美比肩，則還要進行綜合考量。
畢竟，真正引領天氣預報技術走向現代化的是數值天氣預報的誕生。而所謂數值預報，就是使用大氣運動方程建立的數值模式，按時間順序計算不同高度全球各處氣象要素的值。
遺憾的是，按照中國工程院院士丁一匯的說法，中國的數值預報與歐洲中心、美國等相比，起步要晚，先天條件處於弱勢。
數值模式涉及大量微分方程，計算量巨大，一般使用超級計算機完成。這方面，中國正在迎頭趕上，前不久，中國科學家獲2016年度的高性能計算應用最高獎「戈登·貝爾」獎，就是在這方面所作的努力。
計算機並不能完全取代人，數據收集、綜合分析之後，還需要預報會商，這時，預報員就要發表意見、綜合分析，對未來天氣的發展變化作出最終的預報結論。在這方面，中國儘管有一些優秀的預報員，但相比發達國家，仍比較缺乏。
想更準確地「猜」到老天的心思，並不容易。道阻且長，今天的風雲四號是一個新的開端，未來我們拭目以待。