中國風雲衛星比肩國際衛星水平 每天6次巡查江河湖泊

2020-12-06 新華網客戶端

國家衛星氣象中心主任楊軍接受新京報記者專訪:根據衛星連續監測,長江九江段水位將持續超警

風雲三號每天6次巡查各大江河湖泊

我國氣象衛星在軌布局圖。國家衛星氣象中心供圖

我國有7顆風雲氣象衛星24小時不間斷監測天氣情況,目前我國最先進的氣象衛星風雲四號A星每十五分鐘對包括我國區域的天氣監測一次,必要時可以每五分鐘局地監測,風雲三號極軌衛星組合每天6次巡查我國各大江河流域和湖泊。

衛星監測如何助力天氣預報預警和防汛抗洪救災?昨日,新京報記者專訪國家衛星氣象中心主任楊軍,揭示氣象衛星監測的奧秘。

楊軍介紹,最新一顆運行在晨昏軌道的風雲三號衛星和風雲四號首發業務星即將進入發射計劃日程。未來,我國將不斷提高氣象衛星監測精度和機動性,實現衛星之間聯動。

談防汛

鄱陽湖相關圩堤仍面臨較大壓力

新京報:衛星監測鄱陽湖等水域對防汛有何意義?

楊軍:我們利用風雲衛星和高分、哨兵等多源衛星綜合監測,2010年以來的衛星遙感監測結果,並結合近60年氣象觀測數據,對江西省鄱陽湖主體及附近水域變化狀況進行了科學分析評估,最新結果顯示,鄱陽湖主體及附近水域面積達4403平方公裡,為十年來最大。

以洪澇為例,衛星監測首先是看湖體面積消長情況。我國風雲衛星發展50年,通過多年的衛星監測資料對比分析,提供定量科學數據,給決策部門搶險救災提供科學可靠的依據。

氣象衛星監測從直觀來說,首先是支持天氣預報,提高預報準確率,能夠把汛期降水過程預報精準。重要的是,它還要對降水之後可能引發的各種氣象災害監測評估,利用長時間序列衛星遙感監測資料綜合評判,給政府部門提供決策依據。

新京報:根據鄱陽湖的衛星監測數據,對下一步防汛有何建議?

楊軍:根據衛星連續監測,近日鄱陽湖地區的強降水逐漸弱化,水位正逐漸下降。但是未來長江上遊仍有強降水過程,長江九江段水位將持續超警,對鄱陽湖水位具有頂託作用,延緩退水速度,相關圩堤仍面臨較大壓力。我們建議,保持鄱陽湖周邊圩堤巡查力度,加強圩堤除險和群眾轉移安置。

談監測

風雲衛星比肩國際氣象衛星水平

新京報:除了鄱陽湖,還重點關注哪些水體?

楊軍:目前我國風雲衛星跟國際上氣象衛星水平已經相當。我國目前最先進的氣象衛星風雲四號衛星A星每十五分鐘對包括我國的天氣監測一次、必要時可以每五分鐘局地區域監測(如對颱風監測等),風雲三號極軌衛星組合每天6次巡查我國各大江河流域和湖泊。同時對太湖和洞庭湖進行密切監測,還有密雲水庫、官廳水庫、丹江口水庫等。

新京報:通俗來理解,衛星是如何開展監測的?

楊軍:衛星在天上飛,就像個大照相機,對著地球拍照。從氣象上講,首先關注大氣,因為降水過程是由於雲系移動帶來很多水汽,水汽遇到合適的氣象條件,尤其在汛期,強降水就會持續影響我國。通過監測,把大氣中一些定量物理參數,比如雲的狀況、溫度、溼度、壓強等,交給計算機和數值預報模式,讓它來預報未來天氣形勢。

其次,強降水之後會引發很多次生災害,比如洪澇、滑坡、泥石流等,這時候就需要衛星從大氣層進入到地面。目前我國對於氣象災害的監測大量使用衛星遙感手段,經過多年發展,我國風雲衛星已形成全方位立體觀測體系。既有距離地面比較近的低軌道衛星(極軌衛星),也有在3.6萬公裡地球同步軌道上空的靜止軌道衛星,組合起來形成了氣象衛星立體監測網。

另外,雷達衛星可以穿過雲層看到地面。這次鄱陽湖洪澇監測,我們綜合利用我國高分三號和歐洲的哨兵等雷達衛星資料,看到整個洪澇情況,給地方政府和國家防汛抗洪部門提供依據。

談規劃

風雲三號和四號最新衛星進入發射計劃

新京報:近期我國風雲氣象衛星還有發射計劃嗎?

楊軍:預計今年或明年,要發射更先進的後續風雲衛星。目前正準備發射最新一顆運行在晨昏軌道的風雲三號衛星,風雲四號首發業務星也即將進入發射計劃。

新京報:即將發射的風雲衛星在哪些方面更先進?

楊軍:氣象衛星的先進性一般有幾個要素,就像我們拿個望遠鏡,你能看多遠、看多大的範圍、能否看清楚,氣象衛星也同樣要求如此。另外,能觀測多少要素,也是先進性的體現。比如,大氣中的雲、氣溶膠、溫、溼、風、壓等參量,以及陸地、海洋等地球系統數據,能否通過衛星觀測反演出來,是衡量衛星先進性的一個方面。

其次是技術水平,觀測精度如何,比如用衛星遙感監測地表溫度誤差有多大?綜合來看,我國風雲氣象衛星已進入國際先進行列。

新京報:我國衛星立體觀測網由哪些衛星組成?

楊軍:衛星有很多種,包括通訊衛星、導航衛星、遙感衛星等,遙感衛星根據觀測重點不同,又分為氣象衛星、海洋衛星、陸地衛星等,這樣,我們可以全方位觀測地球。人類永遠不能駕馭自然災害,只能去應對,所以,我們首先要做的,是了解災害發生的成因和整個過程,目前來看,如果想把這個過程看清楚,衛星是最有效和最需要優先發展的手段之一。

氣象衛星又分為兩類,一類是低軌道衛星,每繞地球一圈完成一次地球條帶觀測,相當於「掃視」,每天可巡遊地球看全球;一類是靜止衛星,與地球相對靜止,相當於凝視地球。氣象衛星會攜帶各種觀測儀器,比如風雲三號,通常會帶十餘種遙感儀器,提供全面綜合的觀測。

氣象觀測來說,光有衛星還不夠,還需要氣象雷達和遍布在全國的氣象觀測站網絡,以上所有構成了整個綜合氣象觀測系統。

談未來

將提高衛星監測精度和機動性

新京報:觀測手段很先進的同時,天氣預報的誤差主要因為哪些因素?

楊軍:氣象預報準確率取決於對大氣動力過程的了解程度,要把大氣運動規律找出來、準確描述大氣運動本身有難度,大氣科學本身是一種近似的科學。比如,我突然對你撒了一把灰塵,你能說出來這把灰是向著你撒的,但你能說出裡面每一顆灰塵是如何運動的嗎?這非常難。

其次,在觀測基礎上,需要建立數學物理模型描述這個複雜過程,再把這個過程解出來,這又有難度。計算機需要大量觀測資料,不可能把地球每個角落、每個時間點都觀測到,時間和空間上總有漏的地方。

從氣象來講,提高預報的準確率是我們永恆的追求。我們有一句話叫天氣預報不可能100%準確,但我們會盡100%的努力。

新京報:氣象衛星監測能力還有哪些需要突破?

楊軍:首先是提高觀測準確性,即觀測精密,尤其是立體觀測。有一些觀察要素比較欠缺,比如說對風的觀測,下一步需要突破。

其次,能不能監測造成氣候變化的溫室氣體要素,通過衛星的手段觀測反演出來,我們也非常關注。

第三,從衛星本身性能來看,下一步要突破機動性,即看看能不能增加一些智慧的功能。現在有時候感覺,真正需要時,它還是不夠用。

最後,是要努力實現不同類別衛星之間的聯動。

風雲二號系列氣象衛星:我國第一代地球靜止軌道氣象衛星,星上攜帶可見光紅外自旋掃描輻射儀,每小時或者每半小時獲取一套地球全圓盤圖,具備6分鐘間隔區域觀測能力的靜止氣象衛星。目前仍有三顆在軌業務運行,包括FY-2F、FY-2G、FY-2H(主要用於「一帶一路」服務)。

風雲三號系列氣象衛星:我國第二代極地軌道氣象衛星,具備全球、全天候、多光譜、三維、定量對地觀測能力的極軌氣象衛星。目前有三顆在軌業務運行,包括FY-3B、FY-3C、FY-3D。

風雲四號系列氣象衛星:我國第二代地球靜止軌道氣象衛星,提高對地觀測時空解析度,具備高光譜三維探測、高頻次成像能力的靜止氣象衛星,多項指標達到世界領先水平。目前有一顆在軌業務運行,即FY-4A。(記者 鄧琦)

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