风云气象卫星——在太空中守望地球25年

中国气象报记者刘钊 “站得高、看得远”,浩瀚宇宙中的气象卫星宛如地球家园的守望者,全天24小时不间断地监测天气和环境变化,为政府决策、防灾减灾和社会经济发展提供气象服务。
1988年9月7日,“风云一号”A星——我国第一颗气象卫星成功发射升空。今年9月下旬,“风云三号”03星又将飞向宇宙。25年来,我国已经发射12颗风云气象卫星。这个人丁兴旺的“家族”究竟做出了什么贡献?又是如何发展壮大的?带着这些问题,记者采访了风云三号气象卫星地面应用系统总指挥、总设计师董超华。
你身边的“风云星”
高悬太空的卫星,对普通民众而言带有一层神秘色彩。但风云卫星却很“亲民”。无论是应用于防灾减灾,还是天气预报,或是生态环境遥感监测,风云卫星的监测数据,最终都转化成为民所用的实用信息。
“当初‘风云一号’A星拍摄的卫星云图清晰度可与同期美国‘诺阿’(NOAA)相媲美。但非常可惜,由于技术条件还不够成熟,星上元器件发生故障,它只工作了39天。”回忆往事,董超华告诉记者。
如今,我国有四颗静止卫星、两颗极轨卫星在轨运行。卫星观测已经成为日常气象工作不可或缺的一部分,在重大活动保障、防灾减灾、应对气候变化、数值预报、农业与生态监测、全球灾害事件监测、空间天气监测预警等多方面发挥不可替代的作用。
今年9月2日,风云卫星捕捉到了热带气旋“桃芝”的身影。从“风云三号”B星的监测图像可以看出,“桃芝”缓慢向东北移动,中心南侧对流云系发展旺盛,北侧和西风带云系连接在一起。然而在气象卫星升空之前,我们想要如此清晰地掌握台风动向,却难如登天——台风来自海洋,那里是常规气象观测的盲区。
“自从有了风云卫星,影响和登陆我国的台风无一漏网。”董超华告诉记者。利用风云卫星不仅可以发现台风的生成,而且可以准确确定台风中心位置,估计台风强度,计算台风移向移速,预测台风登陆的时间地点和登陆后可能造成的降水强度和范围。如今,普通民众也可以在中央气象台台风网上查看台风的足迹。而人们之所以能及时收到台风预警信息,也同样离不开风云卫星的支持。
台风监测仅仅是风云卫星应用的一部分,在洪涝、火灾、大雾、沙尘暴、干旱等多种灾害监测中,风云卫星同样以其空间、时间分辨率高的优势, 提供了强有力的支持。在今年夏季刚刚过去的高温天气中,“风云三号”卫星利用其广阔的视野,对全球白天和夜间的陆表温度进行逐旬监测,发现全球大部分地区都在高温“炙烤”之下,而夜间升温更为明显。这为预报员准确研判天气形势提供了有力依据。
成长中的“风云星”
25年来,风云卫星的成长经历并非一帆风顺。董超华坦言,他们也曾“交过学费”。“风云一号”A星在太空只工作了39天,因卫星姿态失去控制而“早亡”。1990年9月发射的“风云一号”B星也因同样的原因,在轨正常运行了158天。
如今,风云卫星已经摆脱“短寿”困扰,“身体素质”大大提升。“风云一号”C星寿命达到8年,而“风云二号”F星的设计寿命就达到4年。
寿命延长之外,卫星的观测能力也有了长足进步。董超华介绍说:“我们第一颗气象卫星比美国晚了28年,但进步非常快。“ ‘风云三号’卫星作为我国第二代极轨气象卫星,搭载了可见光、红外扫描辐射计、红外分光计、微波辐射计、中分辨率光谱成像仪、微波成像仪、紫外臭氧探测器、地球辐射收支探测器等十多种探测仪器,可实现全球、全天候、多光谱、三维、定量探测,获取全球多种大气、海表和陆地表面特性参数。与‘风云一号’相比,性能得到大幅提高,与世界‘高手’的先进水平相当。”即将发射的03星是“风云三号”首颗业务星,与A、B两星相比又作了多方面创新与改进,标志着我国第二代极轨气象卫星从试验应用型向业务服务型的转变。
观测手段不断改良,应用能力也随之跟进。卫星数据的接收与转化为应用,离不开地面站的支持。“地面站的增加,可以直接加大极轨卫星数据的接收频次。”董超华说。如今,我国在北京、广州、新疆、佳木斯以及瑞典基律纳均建有地面站,未来,地面站还将涉足喀什和南极。
走向世界的“风云星”
“风云卫星发射前,我国曾有过依靠国外卫星观测资料的历史。”董超华说,从上世纪七十年代起,我国开始研发属于自己的气象卫星。
如今,风云卫星已经具备广泛的国际影响,成为全球气象卫星业务观测系统的重要组成部分。目前,基于国际互联网技术的风云卫星数据存档与服务系统向国内外用户提供网络数据下载服务,用户遍及气象、海洋、农业、环保、水利、交通、科技、教育等部门,达到国际领先的卫星数据共享服务水平。采用卫星数字视频广播(DVB-S)技术建成的风云气象卫星数据广播分发系统CMACast,是全球地球观测组织(GEO)的全球卫星数据广播分发体系的三个核心成员之一。目前,CMACast用户接收站已超过二百多套。
作为全球气象卫星大家庭的一员,风云卫星积极展开国际合作。8月16日,中国气象局成功申请并启动国际减灾宪章,利用别国雷达卫星,对东北地区流域洪水开展实时监测,为防洪减灾决策提供了科学依据。
25年来,风云卫星这个大家族前赴后继,在太空中守望我们的家园,为改善百姓的生活作出了诸多贡献。我们有理由相信,在它们的陪伴下,未来的生活还将更美好。
(来源:中国气象报)