"上海製造"風雲四號發射成功 細數系列氣象衛星族譜

2020-11-28 東方網

現場圖 來源:中國軍網 攝影：張文軍

　　東方網記者解敏12月11日報導：北京時間12月11日凌晨0時11分，風雲四號氣象衛星科研試驗衛星在西昌衛星發射中心發射成功。風雲四號由中國航天科技集團公司第八研究院（上海航天技術研究院）抓總研製，作為我國新一代靜止軌道氣象衛星的首發星，風雲四號不僅實現了我國高軌氣象衛星的升級換代，提升了衛星氣象觀測能力和水平，還填補了多項國內技術空白，使我國靜止軌道定量遙感衛星達到世界先進水平。

圖片說明：全物理仿真試驗風雲四號

　　天氣，與人們的生產生活息息相關。對天氣進行準確的預報可以為出行、農業生產、環境汙染控制等提供重要參考。氣象衛星主要通過衛星裝載的各種探測儀器獲得不同的衛星氣象雲圖，通過雲圖反演出其他變量，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情報。當然，要掌握大氣的變化規律、對未來的天氣進行預測並非易事。如今承載著一系列尖端技術的風雲四號一飛沖天，它的技術指標與歐洲MTG衛星、美國 GOES-R衛星等國際最新氣象衛星的水平完全稱得上是旗鼓相當。

　　風雲四號的四大武器

　　多通道掃描成像輻射計：提升雲圖細節和頻次

　　風雲四號總設計師董瑤海介紹，風雲四號是國際上首顆同時裝載多通道掃描成像輻射計和幹涉式大氣垂直探測儀的高軌氣象衛星，覆蓋可見光、短波紅外、中波紅外和長波紅外等波段，主要用於可見光和紅外波段的觀測。可見光空間解析度可達0.5公裡，全圓盤成像時間15分鐘，區域觀測能力可達3-5分鐘，比現有的衛星提高了3倍，大幅提升了對颱風、雷暴、強對流天氣等重大和突發性災害天氣的觀測能力。此外，衛星還可以通過不同光譜通道的觀測，對全國植被覆蓋、糧食畝產等做出預估。

　　幹涉式大氣垂直探測儀：提高天氣預報準確性

　　幹涉式大氣垂直探測儀是風雲四號的又一秘密武器，它的光譜探測通道達到1700個，可在垂直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，獲取的高光譜大氣數據，可進一步提高天氣預報的準確性。

　　閃電成像儀：提供強對流天氣預警

　　風雲四號還攜帶了閃電成像儀和空間環境監測儀包。閃電成像儀主要作用是實現對閃電成像的觀測，獲取觀測覆蓋區範圍內的閃電分布圖。該儀器一秒鐘可以拍攝 500張閃電圖，包括閃電的頻次和強度。通過對閃電進行實時、連續的觀測，與雲圖疊加起來，可以實現對強對流天氣的監測與跟蹤，提供閃電災害預警。

　　平臺支撐：高軌三軸穩定衛星平臺

　　強大功能正常運作的背後是嚴密精良的技術支撐。氣象衛星與其他衛星不同，要求提供連續穩定的業務運行數據，一天24小時、全年365天得天天當班，每天都要報出晴雨、溫度、風力等數據。風雲系列衛星也是全球對地觀測業務衛星序列的重要成員，除了每天發布天氣預報，還要為世界其他國家提供氣象數據，這就要求衛星具有極高的可靠性與時效性。

　　為了提供優質穩定的業務服務，科研人員為風雲四號量身打造了一個角秒級測量和控制精度的高軌三軸穩定衛星平臺——SAST5000平臺，該平臺首次採用了六面柱體構型，具有承載能力大、質心低、力學響應小、對地面大等特點。此外衛星還採用了雙總線體制、高性能AOS技術、大功率電源、整星防靜電、防汙染等一系列關鍵技術，衛星設計壽命7年之久，發射重量5400公斤，達到國際先進水平。

　　一代更比一代強細數風雲系列氣象衛星族譜

圖片說明：風雲一號模擬圖

　　在上世紀60年代，我國就著手進行發展極軌道氣象衛星的準備工作。1970年周恩來總理指出要搞我國自己的氣象衛星，並親自布置了相關任務，從此開始了我國第一代極軌道氣象衛星風雲一號的研製和發展工作。1988年9月7日，第一顆氣象衛星——「風雲一號」極軌道氣象衛星發射升空。從一號到四號，風雲衛星都有著相同的基因，都由中國航天科技集團公司八院一手抓總研製。以單數命名（風雲一號、風雲三號）的是太陽同步軌道氣象衛星，它們在 500-1000公裡的軌道上繞地球運轉，好比流動巡邏警察，實現對全球的巡視觀測。而以雙數命名（風雲二號、風雲四號）的是靜止軌道氣象衛星，在離地面 36000公裡的赤道上空相對靜止的，好比固定崗警察，定點在中國上空進行持續觀測。

圖片說明：風雲三號B星

　　風雲一號衛星是我國第一顆傳輸型遙感衛星，首次實現了氣象、海洋和空間環境的綜合探測應用，真正實現了「一星多用」，開創了我國氣象衛星事業和航天事業的新紀元。風雲三號則使我國實現氣象衛星研製水平的跨越式發展，通過七大技術創新，實現了從二維遙感成像到三維綜合大氣探測，極大地提升了氣象衛星的應用價值和領域。目前在軌業務運行的太陽同步軌道氣象衛星是風雲三號B星和C星，已經完成了從第一代到第二代的迭代。

圖片說明：風雲二號氣象衛星

　　風雲二號衛星是第一代地球靜止軌道氣象衛星。使我國成為第三個同時擁有太陽同步軌道和地球靜止軌道氣象衛星的國家。目前，風雲二號衛星有D、E、F、G三顆衛星在軌運行，實現了「多星在軌，統籌運行，互為備份，適時加密」運行模式，為我國和世界的氣候監測及天氣預報提供了實時動態的氣象觀測資料。此次發射的風雲四號的科研試驗星，主要用於開展相關技術的在軌驗證和測試，並嘗試開展業務運行。後續，風雲四號衛星將逐步接替第一代靜止軌道氣象衛星風雲二號的業務，實現我國靜止軌道氣象衛星的更新換代。

　　隨著風雲衛星的發展，我國天氣預報的準確率從上世紀七十年代的約50%，提高到了現在的90%。近年來，氣象衛星在防災減災、應對氣候變化和空間環境監測預報等方面都得到廣泛應用，取得了顯著成績。據統計，包含風雲四號在內，我國已成功發射了15顆氣象衛星，現在8 顆衛星在軌穩定運行，目前，全球有90多個國家和地區正在使用風雲衛星採集的數據云圖。

圖片說明：風雲氣象衛星發射記錄

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    澎湃新聞（www.thepaper.cn）從中國氣象局獲悉，2017年11月15日2時35分，我國在太原衛星發射中心用長徵四號丙運載火箭，成功將「風雲三號D」氣象衛星發射升空，衛星順利進入預定軌道。11月15日2時35分，我國在太原衛星發射中心用長徵四號丙運載火箭，成功將「風雲三號Ｄ」氣象衛星發射升空，衛星順利進入預定軌道。新華社 圖風雲三號D搭載了紅外高光譜大氣垂直探測儀，這臺儀器採用了目前國際上最先進的傅立葉幹涉探測技術，可以提高大氣溫度和大氣溼度廓線反演精度1倍以上，極大提升對我國中長期數值天氣預報的支撐能力，並將天氣預報的有效時效延長2-3天。
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