如果有一天，新聞聯(lián)播之后的天氣預報沒有了衛(wèi)星云圖這似乎是件難以想象的事情。不過請放心，這種情況不會出現(xiàn)。我們的科學家設(shè)計并制造出了先進而耐用的照相機，隨衛(wèi)星上天，密切關(guān)注全球氣候變化：一天兩次，以250米的幅寬，對地球進行全覆蓋掃描。

　　今年上海市科技進步一等獎頒給了相機的研發(fā)團隊中科院上海技術(shù)物理研究所中分辨率光譜成像儀課題組，他們?yōu)闅庀笮l(wèi)星“風云三號”提供了敏銳而耐用的“眼睛”。

　　一臺相當于20臺

　　分辨率250米，乍聽起來并不值得稱道google earth都能看清楚小區(qū)停車場上的汽車呢!不過請注意，googleearth的圖像至少要半年、一年才能更新一次，而技物所研發(fā)的相機卻能一天兩次為地球照“全身像”。

　　一天兩次有何意義?臺風活動、冷空氣南下，乃至颶風，種種風云變幻都難以在它的眼皮下逃脫通過圖像對比，人們便可能對氣候動向作出預測。

　　這臺相機的正式名稱叫“星載全覆蓋復合分辨率光譜成像儀”。它隨風云三號衛(wèi)星，在離地球836公里的軌道上，繞著地球的南北極飛行，對地球連續(xù)成像，并每天將它們拼成一幅完整的地球多波段層析圖像，發(fā)送回地面。

　　這可是一只“神眼”，它不僅能看到可見光波段，還能看到近紫外、近紅外、短波紅外，乃至遠紅外光它到底有多少只“眼睛”?

　　項目負責人丁雷告訴記者，這臺成像儀只有一個光線收集系統(tǒng)，所有到達成像儀的光線通過鏡頭后，會被分到四個不同的探測器上。在這臺儀器上，他們采用了新的設(shè)計，能夠探測20個光譜通道的信息，使一臺相機可以抵上20臺。

　　“以前，一個探測器只連接一個探測單元，而現(xiàn)在四個探測器上擁有350個探測單元。”他解釋，每個探測單元都像一只眼睛，人看出的圖像是由兩只眼睛的圖像疊加而成，那么衛(wèi)星圖像則是由350只“眼睛”合成的。

　　“眼睛”多有何好處?丁雷說，從幾百公里的高空掃描地面，幅寬達到2900千米，視角會超過110°，邊緣圖像變形會較嚴重，利用不同“眼睛”所成的像，能校正出一幅更精準的“全身照”。

　　今年3月11日，它在天上拍攝下了日本大地震的圖像，清晰地看到了日本海嘯前后地形的改變。丁雷自豪地說，美國的同類衛(wèi)星儀器只拍下了2個250米分辨率的圖像，而我們的相機拍下了5個250米，而且清晰程度要明顯高于前者!

　　2008年北京奧運會、2010年上海世博會，上海技術(shù)物理研究所研發(fā)的這臺光學儀器，都在風云三號衛(wèi)星上兢兢業(yè)業(yè)地拍攝下云圖，為精確地預報中長期天氣變化，立下汗馬功勞。

　　11年趕上國際先進

　　這臺相機的另一大特點是靈敏，能感知0.16℃的溫差把溫暖的手覆在涼涼的桌面上，幾秒鐘后溫度變化就超過了0.16℃。相機是要給地球“量體溫”?差不多是這樣。

　　地面熱能通過紅外、遠紅外的方式向外輻射，而星載相機根據(jù)這細微的溫差，可以分辨出云、雪、臭氧，還能對熱島效應、厄爾尼諾、拉尼拉等氣候變化進行監(jiān)控。丁雷說：“其實，熱島效應也就比周邊溫度高出2℃不靈敏的話，就看不出區(qū)別了。”

　　其實，如果翻開最初的設(shè)計方案，會發(fā)現(xiàn)沒準備達到這么高性能。丁雷回憶，1999年項目啟動時，我們的技術(shù)水平還有相當大的距離，因此各種參數(shù)的設(shè)定比較保守。到2004年，設(shè)計基本完成后，團隊發(fā)現(xiàn)“還能做得更好”，于是在離儀器交付僅剩一年多的時間里，他們又開始了一輪新的沖刺大幅調(diào)整設(shè)計方案，提高器件性能。

　　對于上天的儀器，這么做意味著要對大量的器件做改進，重新驗證其可靠性。同時，由于性能要求走到了世界前列，他們沒有現(xiàn)成范本可參照。而搭載上風云三號衛(wèi)星，意味著這臺相機上天后立刻進入穩(wěn)定、可靠的工作狀態(tài)，不得有任何差池。

　　如果按部就班，順利完成任務(wù)不好么?為什么要擔這樣的風險?丁雷說，為了給中國的遙感事業(yè)作貢獻。

　　他們研制的儀器可每天制作出百米量級空間分辨率的全球真彩色遙感圖像，以及每日以百米量級分辨率完整觀測全球兩次這兩點目前在國際上唯有中國能做到。“此舉實現(xiàn)了國際環(huán)境觀測遙感領(lǐng)域多年的期望，使中國具備了目前世界上時效性最強的觀測能力。”他說，這臺儀器在對地觀測性能上優(yōu)于美國和歐洲設(shè)備的觀測能力。

　　為此，夜以繼日、廢寢忘食已是家常便飯。自2008年上天以來，光譜儀已經(jīng)穩(wěn)定工作了近3年，每天都傳回各種監(jiān)測圖像。