今年是我國風(fēng)云衛(wèi)星氣象事業(yè)開展50周年。50年來,我國風(fēng)云衛(wèi)星氣象事業(yè)從零起步、發(fā)展迅速,目前已經(jīng)成為世界上少數(shù)同時擁有極軌和靜止氣象衛(wèi)星的國家或地區(qū)之一。
50年來,從風(fēng)云一號、風(fēng)云二號到風(fēng)云三號、風(fēng)云四號,我國已成功發(fā)射了“兩代四型”共17顆風(fēng)云氣象衛(wèi)星。其中,風(fēng)云一號和風(fēng)云三號是極軌衛(wèi)星,負(fù)責(zé)全球觀測;風(fēng)云二號和風(fēng)云四號屬于靜止衛(wèi)星,對我國及周邊地區(qū)進(jìn)行定點觀測。
國家衛(wèi)星氣象中心主任 風(fēng)云氣象衛(wèi)星工程總設(shè)計師 楊軍:目前我們在軌運行的包括從風(fēng)云二號、風(fēng)云三號、風(fēng)云四號總共有7顆氣象衛(wèi)星組成了一個比較完整、嚴(yán)密的天基氣象觀測體系。極軌氣象衛(wèi)星對地球相對來說每天大約繞14圈,它可以把全球無縫隙地觀測到;而靜止衛(wèi)星可以以一種幾乎是凝視的方式看地球,所以它可以連續(xù)觀測。這兩類衛(wèi)星我們目前是組合起來使用。
風(fēng)云衛(wèi)星是目前世界上在軌數(shù)量最多、種類最全的氣象衛(wèi)星星座,在應(yīng)對防范氣象災(zāi)害及其衍生災(zāi)害、生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測、森林草原火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警、土地利用遙感監(jiān)測和糧食產(chǎn)量監(jiān)測預(yù)報等方面發(fā)揮了巨大作用。
國家衛(wèi)星氣象中心主任 風(fēng)云氣象衛(wèi)星工程總設(shè)計師 楊軍:我們天上有7顆衛(wèi)星,高低軌組合,這個全世界的話只有我們和歐洲、美國是這樣一種能力。第二個就是我們的技術(shù)水平和能力這方面也達(dá)到了國際的先進(jìn)水平,甚至有一些我們還有自己的優(yōu)勢和特點,比如說像風(fēng)云四號大氣垂直探測器,是國際上第一個放到氣象衛(wèi)星上的,就屬于比較領(lǐng)先了。所以現(xiàn)在的話,我們進(jìn)入了一個從跟跑到并跑到現(xiàn)在局部有所領(lǐng)先的這么一個過程。
據(jù)了解,到2025年,我國將繼續(xù)發(fā)展第二代風(fēng)云衛(wèi)星星座,計劃發(fā)射7顆衛(wèi)星;2025年到2035年,我國將完善第二代并同步發(fā)展第三代風(fēng)云衛(wèi)星綜合觀測體系,計劃發(fā)射14顆衛(wèi)星。屆時,我國風(fēng)云衛(wèi)星觀測體系將更加完善,氣象觀測時效和精度將進(jìn)一步提升。
氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警的最主要手段
精密的衛(wèi)星觀測是提高氣象預(yù)報準(zhǔn)確率和氣象災(zāi)害預(yù)警時效的關(guān)鍵。目前,風(fēng)云衛(wèi)星已成為我國氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警的最主要手段。
風(fēng)云衛(wèi)星上攜帶了多光譜可見光紅外掃描輻射儀、大氣垂直探測儀、閃電成像儀等科學(xué)設(shè)備,最多的一顆衛(wèi)星上搭載的觀測設(shè)備超過十余種,為天氣預(yù)報提供三維大氣變化等數(shù)據(jù)信息。
自從有了風(fēng)云氣象衛(wèi)星,我國臺風(fēng)、暴雨等氣象災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警能力大幅提升。風(fēng)云四號對臺風(fēng)、暴雨等災(zāi)害性天氣的監(jiān)測識別時效從15分鐘提高到5分鐘,天氣晴雨預(yù)報準(zhǔn)確率提高到89%,特別是在臺風(fēng)監(jiān)測中,風(fēng)云衛(wèi)星發(fā)揮著無可替代的作用。自風(fēng)云二號衛(wèi)星投入運行以來至今年8月底,西太平洋生成的566個臺風(fēng)、登陸我國的165個臺風(fēng)監(jiān)測無一漏網(wǎng),我國24小時臺風(fēng)路徑預(yù)報誤差從95公里縮小到71公里,達(dá)到世界先進(jìn)水平,因臺風(fēng)帶來的損失大大降低。
在探索中起步 從無到有 從弱到強(qiáng)
風(fēng)云衛(wèi)星是我國乃至全球氣象觀測和預(yù)報的利器。從1970年開始,我國風(fēng)云衛(wèi)星在探索中起步,經(jīng)歷了從無到有、從弱到強(qiáng),整個發(fā)展過程歷經(jīng)坎坷。
1970年,我國開始獨立自主研制風(fēng)云衛(wèi)星。1988年9月7日,我國發(fā)射風(fēng)云一號A極軌氣象衛(wèi)星,獲取了清晰的遙感圖像,但是,這顆衛(wèi)星只在軌運行了39天。此后的幾顆風(fēng)云衛(wèi)星也接連失利,風(fēng)云一號B星在軌運行了165天,風(fēng)云二號01星在測試廠房發(fā)生重大事故,風(fēng)云二號A星和B星分別在軌運行了僅8個月和10個月。
國家衛(wèi)星氣象中心主任 風(fēng)云氣象衛(wèi)星工程總設(shè)計師 楊軍:衛(wèi)星上去了之后工作不長,壽命問題。因為它會有非常強(qiáng)的空間環(huán)境的輻射問題,會受到像高能粒子,它會轟擊星上的這些元器件,會讓電路失效等等。早期的話我們是一個學(xué)習(xí)探索的過程,非常痛苦地反復(fù)試驗,在失敗中不斷總結(jié)經(jīng)驗,如果這些問題你不把它解決就永遠(yuǎn)成為卡脖子的地方。
在困難和挫折面前,氣象人和航天人沒有動搖,頂住壓力、鍥而不舍、攻克難關(guān),最終解決了影響衛(wèi)星長壽命運行的技術(shù)問題。1999年和2002年,我國成功發(fā)射了風(fēng)云一號C星和D星,衛(wèi)星在軌運行壽命達(dá)到6年5個月和10年,大大超過設(shè)計壽命。2004至2008年,我國又成功發(fā)射了風(fēng)云二號C、D、E星,在軌運行壽命達(dá)到8至10年。
從2008年開始,我國成功發(fā)射風(fēng)云三號系列衛(wèi)星,實現(xiàn)了極軌氣象衛(wèi)星升級換代,衛(wèi)星載荷數(shù)量從風(fēng)云一號的1個增加到11個,全球觀測頻次從每12小時一次提高到每6小時一次,實現(xiàn)了高時效的全球觀測和高精度的大氣垂直觀測,我國氣象衛(wèi)星技術(shù)邁入世界先進(jìn)行列。2016年,我國成功發(fā)射風(fēng)云四號A星,實現(xiàn)了靜止氣象衛(wèi)星的更新?lián)Q代,最高分辨率從1.25公里提高到500米,在全球首次實現(xiàn)靜止軌道大氣高光譜垂直探測,我國首次實現(xiàn)天基閃電監(jiān)測和空間天氣多要素監(jiān)測,綜合探測水平達(dá)到國際領(lǐng)先。
中國工程院院士 許健民:我們依靠自己的力量把氣象衛(wèi)星推到現(xiàn)在這個水平,是非常非常的不容易。我們天上衛(wèi)星儀器和地面系統(tǒng)都依靠自己的力量做,都不是從外面買來的。那么現(xiàn)在我們的觀測水平跟最發(fā)達(dá)的國家比在差不多水平上,我們還有一些項目,像風(fēng)云四號垂直探測儀這個是我們第一個做的,以后希望這種點更加多,逐步逐步鋪到面上去,提高天氣預(yù)報準(zhǔn)確率,這是我們的目標(biāo)。
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