記者從中國航天科技集團(tuán)公司了解到，歷經(jīng)40多年的艱苦探索，我國走出了一條具有中國特色的獨(dú)立自主的氣象衛(wèi)星發(fā)展道路。自1988年發(fā)射第一顆氣象衛(wèi)星——風(fēng)云一號太陽同步軌道氣象衛(wèi)星至今，我國已成功發(fā)射了12顆氣象衛(wèi)星，目前7顆衛(wèi)星在軌穩(wěn)定運(yùn)行。中國風(fēng)云衛(wèi)星逐步完成了從試驗應(yīng)用型向業(yè)務(wù)服務(wù)型的轉(zhuǎn)變，形成了區(qū)域高頻次觀測和全球觀測的格局，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化、系列化的發(fā)展。
全球綜合地球觀測系統(tǒng)的重要成員
1969年，面對嚴(yán)峻的防災(zāi)減災(zāi)形勢，周恩來總理高瞻遠(yuǎn)矚地提出“應(yīng)該搞我們自己的氣象衛(wèi)星”。上世紀(jì)70年代初，我國開始接收利用國外氣象衛(wèi)星資料，同時研制自己的氣象衛(wèi)星。經(jīng)過幾代人的艱苦努力，我國氣象衛(wèi)星事業(yè)發(fā)展迅速，風(fēng)云衛(wèi)星的國際地位和影響力不斷提高。
張志清介紹，風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星分為兩類，編號為奇數(shù)的是極軌氣象衛(wèi)星，偶數(shù)的是靜止軌道氣象衛(wèi)星。
據(jù)了解，該系列衛(wèi)星在研制過程中，掌握了多項國際先進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)。與第一代極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云一號相比，新一代極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云三號實(shí)現(xiàn)了從單一遙感成像到地球環(huán)境綜合觀測，從光學(xué)遙感到微波遙感，從公里級分辨率到百米級分辨率，從國內(nèi)接收到極地接收，從單星觀測到雙星組網(wǎng)觀測五大技術(shù)跨越，填補(bǔ)了國內(nèi)衛(wèi)星平臺、有效載荷研制等方面的技術(shù)空白。近日，風(fēng)云三號地面應(yīng)用系統(tǒng)已通過業(yè)務(wù)驗收。
風(fēng)云二號衛(wèi)星則突破了靜止軌道氣象衛(wèi)星高精度、高穩(wěn)定度的對地掃描成像并定量獲取云和地表物理參數(shù)的探測能力。中國航天科技集團(tuán)公司八院風(fēng)云二號衛(wèi)星項目總指揮徐博明表示，該系列衛(wèi)星位于赤道上空，用“凝視”的方式，對東半球大氣運(yùn)動情況進(jìn)行觀測，覆蓋地球三分之一，其投入運(yùn)行后，已成為我國天氣預(yù)報不可或缺的大氣天基觀測基礎(chǔ)設(shè)施。
與之相比，風(fēng)云四號系列衛(wèi)星又將發(fā)生很大變化。張志清說，作為高軌地球遙感衛(wèi)星，風(fēng)云四號將首次采用三軸穩(wěn)定姿態(tài)控制方式，有一個儀器安裝面始終對地球，可以實(shí)現(xiàn)大氣垂直探測，其觀測的時間分辨率和區(qū)域機(jī)動探測能力大有提高。
一些在自旋衛(wèi)星上不能安裝的探測設(shè)備，將可以在風(fēng)云四號上工作。張志清表示，該衛(wèi)星將安裝多通道掃描成像輻射計、干涉式大氣垂直探測儀、閃電成像儀和空間天氣監(jiān)測儀器4種有效載荷，可實(shí)現(xiàn)多種遙感儀器的綜合探測。此外，其設(shè)計壽命、衛(wèi)星功能及技術(shù)性能指標(biāo)均有大幅提高。
在兩代衛(wèi)星的跨越中，我國部分氣象衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國外同類衛(wèi)星的先進(jìn)水平，成為世界上第三個同時擁有地球靜止軌道氣象衛(wèi)星和太陽同步軌道氣象衛(wèi)星的國家，確立了在地球觀測領(lǐng)域的國際地位。
如今，我國風(fēng)云氣象衛(wèi)星已被世界氣象組織納入全球業(yè)務(wù)應(yīng)用氣象衛(wèi)星序列，成為全球綜合地球觀測系統(tǒng)的重要成員，與歐美國家的氣象衛(wèi)星一起，形成了對地球大氣、海洋和地表環(huán)境的觀測網(wǎng)。目前風(fēng)云氣象衛(wèi)星獲取的數(shù)據(jù)被近百個國家和地區(qū)接收，并獲得高度評價，產(chǎn)生了重要的國際影響。
在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中功不可沒
“據(jù)不完全統(tǒng)計，全國共有3000多個臺站對準(zhǔn)風(fēng)云二號，獲取云圖。”徐博明介紹說，“目前該系列衛(wèi)星已生成陸地區(qū)域云圖、海溫、降水、云分類等幾十種產(chǎn)品。”
風(fēng)云系列衛(wèi)星投入業(yè)務(wù)運(yùn)行以來，我國氣象衛(wèi)星應(yīng)用進(jìn)入成熟發(fā)展階段，逐步形成了“業(yè)務(wù)穩(wěn)定可靠、產(chǎn)品適用定量、信息充分共享、服務(wù)優(yōu)質(zhì)高效”的應(yīng)用格局。
氣象衛(wèi)星的應(yīng)用深度和廣度明顯提升，在政府決策、防災(zāi)減災(zāi)以及國防建設(shè)中發(fā)揮了顯著作用。
我國自然條件復(fù)雜，是世界上自然災(zāi)害影響最嚴(yán)重的國家之一。其中氣象災(zāi)害種類多、強(qiáng)度大、頻率高，占各類自然災(zāi)害的70%以上，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，其造成的損失也越來越大。而氣象衛(wèi)星遙感信息則廣泛應(yīng)用在對臺風(fēng)、火情、干旱、暴雨、冰雹、寒潮等災(zāi)害的監(jiān)測和預(yù)報，在對積雪、水環(huán)境、湖泊藍(lán)藻、海冰、全球臭氧、空間天氣等方面的監(jiān)測和預(yù)報中，也發(fā)揮著不可替代的作用。此外，在北京奧運(yùn)會、上海世博會和廣州亞運(yùn)會等重大活動氣象保障，以及汶川和玉樹特大地震、舟曲泥石流等突發(fā)性自然災(zāi)害救災(zāi)服務(wù)中，氣象衛(wèi)星都功不可沒，已成為影響國家經(jīng)濟(jì)和社會穩(wěn)定和諧發(fā)展的重要部分。
“氣象災(zāi)害預(yù)報，不僅不能遺漏，對其發(fā)生時間、地點(diǎn)、范圍的預(yù)報還要更快，更精準(zhǔn)，以進(jìn)一步減小損失。這始終是我們努力的方向。”徐博明介紹，在1月13日成功發(fā)射的風(fēng)云二號F星上，研究人員進(jìn)行了多項技術(shù)改進(jìn)。
“在對地觀測方面，我們對風(fēng)云二號F星定量化產(chǎn)品反演精度提出了更高標(biāo)準(zhǔn)，因而通過提高其掃描輻射計5個探測通道的光譜限要求，提升了定量應(yīng)用水平，力求使天氣預(yù)報數(shù)字化預(yù)測登上新臺階。”徐博明說，“同時，地球天氣變化也會受到空間環(huán)境的影響，因此采用了先進(jìn)的空間環(huán)境監(jiān)測器，使該衛(wèi)星對太陽X射線強(qiáng)度波動，以及高能重粒子、高能電子、高能質(zhì)子流量等方面的監(jiān)測能力顯著增強(qiáng)。”
今后10年我國將發(fā)射13顆氣象衛(wèi)星
根據(jù)我國航天的發(fā)展戰(zhàn)略，未來將進(jìn)一步完善風(fēng)云衛(wèi)星系列，加強(qiáng)長期、連續(xù)、穩(wěn)定的業(yè)務(wù)服務(wù)能力，在質(zhì)量和效益上取得長足的提升。
據(jù)航天科技集團(tuán)介紹，目前正在研制的風(fēng)云四號衛(wèi)星探測功能、技術(shù)性能將與國際先進(jìn)水平相當(dāng)，預(yù)計將于2015年前后發(fā)射首顆試驗星。
“風(fēng)云四號系列計劃發(fā)展光學(xué)和微波兩種類型的衛(wèi)星。”張志清說。
他表示，目前的風(fēng)云二號系列衛(wèi)星采用的是可見光遙感和紅外遙感技術(shù)。當(dāng)遇到云和雨，無法穿透探測其內(nèi)部特性和結(jié)構(gòu)。為此，我國正積極推進(jìn)微波衛(wèi)星的研制立項。張志清說，微波遙感能夠穿透云和雨，高頻次觀測其內(nèi)部溫、濕分布，云特性和熱力學(xué)結(jié)構(gòu)，將對天氣預(yù)報、氣象災(zāi)害監(jiān)測起到非常重要的作用。“風(fēng)云四號微波衛(wèi)星正處于關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)階段，或在2020年前后開展業(yè)務(wù)。”
據(jù)悉，我國今后10年還將陸續(xù)發(fā)射13顆氣象衛(wèi)星。按照計劃，在目前已經(jīng)建立的以風(fēng)云二號、風(fēng)云三號系列衛(wèi)星為代表的高、低軌道相結(jié)合的業(yè)務(wù)觀測網(wǎng)的基礎(chǔ)上，2018年前后實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)靜止氣象衛(wèi)星的升級換代，實(shí)現(xiàn)極軌氣象衛(wèi)星上午星、下午星和降水測量雷達(dá)星三星組網(wǎng)觀測，在自然災(zāi)害、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、生態(tài)、海洋等方面的監(jiān)測能力將明顯加強(qiáng)。
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