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风云四号开启定量对地遥感新时代

2017-01-21 14:57:40来源:农情遥感网 编辑:乌冬喵浏览:

上海航天技术研究院抓总研制的我国第二代静止轨道气象卫星风云四号运抵西昌卫星发射中心,按计划将于今年12月中旬发射,替代在轨运行的风云二号卫星。

气象预报是世界难题,要掌握大气的变化规律,对未来的天气进行预测并非易事。茫茫太空中的气象卫星就是敏于“察言观色”,洞悉风云变幻的锐利“眼睛”。

气象卫星主要是通过各种探测仪器获得不同的云图,然后通过云图反演出其他变量,并应用到天气预报模式中,再根据方程的运算得到未来的天气。此次珠海航展上,上海航天技术研究院集中展出的中国风云系列气象卫星,正是各类大气运动的“精算师”,它们已经成为该院卫星领域最闪亮的名片之一。

据中国气象局公布的信息,风云三号作为风云一号的后辈——我国第二代太阳同步轨道气象卫星,以及空间与重大灾害国际宪章的中方值班卫星,已经把精算水平提升到世界一流;而风云二号作为我国第一代静止轨道气象卫星,默默守护在36000公里高空关注中华大地,全年365天每天24小时不间断“当班”,每天都要报出晴雨、温度、风力等数据,而且必须具有极高的可靠性与时效性。

经过40多年的自主创新,气象卫星家族已经从风云一号发展到风云四号,从试验星发展到业务星。目前,我国是世界上第三个能够同时自主研制太阳同步轨道与静止轨道气象卫星的国家。

二代静止轨道气象卫星风云四号12月中旬发射

迄今为止,我国已成功发射14颗气象卫星,其中7颗卫星在轨运行,实现了极轨气象卫星“上、下午星组网观测”,静止气象卫星“多星在轨、统筹运行、互为备份、适时加密”的业务运行格局。卫星全年365天每天24小时不间断工作。

据上海航天卫星专家介绍,随着经济社会的快速发展,风云一号装载的5个通道的1个仪器已早已无法满足气象现代化的需求。为此,上海航天经过8年的“艰苦抗战”,于2008年5月27日,成功发射新一代极轨气象卫星风云三号A星,装载11个先进的遥感仪器,多个通道分辨率达到250米。

现在风云三号卫星已经发射了三颗,除了量上的突破,更注重在质上的突破。我国气象卫星实现了从二维遥感成像到三维综合大气探测,从单一的光学探测到全谱段宽波谱探测,从宽覆盖公里级观测提高到百米级观测,从国内组网接收到全球组网接收等四大突破。

在我国极轨气象卫星进入崭新的历史阶段时,静止气象卫星的更新换代工作也在有条不紊地进行中。

今年10月23日,上海航天技术研究院抓总研制的我国第二代静止轨道气象卫星风云四号运抵西昌卫星发射中心,按计划将于今年12月中旬发射,替代在轨运行的风云二号卫星。风云四号卫星采用了三轴稳定控制方案,卫星装载多通道扫描成像辐射计、干涉式大气垂直探测仪、闪电成像仪和空间环境监测仪器等多个有效载荷。干涉式大气垂直探测仪是世界首个高轨气象卫星垂直探测仪,闪电成像仪为国内首次发射。

据悉,干涉式大气垂直探测仪是世界首个高轨气象卫星垂直探测仪,可在垂直方向上对大气结构实现高精度定量探测,直接为大气做“CT”,达到世界领先水平。而静止轨道闪电成像仪也是国内首次发射。

风云卫星进入绝对定量探测时代

除了天气预报,风云卫星广泛应用于气象、海洋、农业、林业、水利、交通、航空、航天、环保等领域。

据了解,仅国内接收和利用风云卫星资料的用户就超过2500家,风云卫星的投入产出比高达1:40。

风云三号使我国成为第二个能观察到南极臭氧洞的国家。经国际权威机构比对,风云三号对南极臭氧洞监测的准确度与国际地面站观察数据最为接近。通过风云三号卫星对台风的监测,以前登陆强度最高是12级以上,现在风云卫星可以精确到16级。2015年中央气象台台风24小时路径预报误差首次低于70公里,达到世界先进水平,大幅减少因台风带来的经济损失。

现在风云卫星不仅由试验星发展到业务星,而且已经进入到了绝对定量探测的时代,不仅要照片清晰,更重要的是要求监测数据绝对准确。新一代静止气象卫星风云四号实现星上辐射定标精度1.0K、灵敏度0.2K,并进行了地面定标及定标方法的验证试验。比如,青海湖温度是20摄氏度,风云四号卫星可以在36000公里的高空对湖水温度的测量绝对误差小于1度,同时,当湖水温度变化0.2度时,风云四号卫星就能够准确感知出来。

风云四号还是一个可以抓闪电的卫星,搭载的闪电成像仪将会为我们揭开闪电的神秘面纱。闪电成像仪是国内首台静止轨道闪电遥感仪器,将准确记录闪电的频次和强度,然后与云图叠加起来,实现对强对流天气的监测与跟踪,将进一步提高我国对暴雨等强对流天气预报的准确度。

风云兄弟成为国际气象部门“香饽饽”

随着中国静止和极轨气象卫星的相继成功发射和投入业务运行,风云二号、风云三号都被世界气象组织纳入全球业务应用气象卫星序列之中。中国已成为同时拥有极轨和静止气象卫星的少数国家之一,并且在地球观测组织(GEO)中发挥了重要作用。

经过40多年的发展,我国风云卫星的技术水平和数据已得到了世届气象同行的认可。特别是在风云三号成功发射之后,风云兄弟仿佛成了“香饽饽”,很多国家的气象部门都希望共享风云三号资料。

风云四号卫星的功能和性能更将实现跨越式发展,将提供包括云、辐射、温湿度、大气、导风、闪电等34种数据产品,产品种类、数量,以及定量化指标均较之前卫星产品有显著提升。利用风云卫星反演的海表温度、长波辐射、植被指数、积雪、大气成分等产品已广泛应用于全球和区域性气象与气候变化业务,为全面加强应对气候变化能力建设提供客观科学依据,提升我国参与全球竞争的能力,增强了我国在相关国际活动中的话语权。

市场预计,未来10到15年,将是我国气象卫星快速发展的黄金期。

上海航天方面表示,风云气象卫星的观测将与地基空基观测结合,推动天地空一体化的系统监测优化,同时作为国家空间基础设施的重要组成部分,不仅充分发挥大气遥感卫星的作用,也将根据结合国家的需求,与陆地遥感和海洋遥感卫星系列共同协作,形成我国对地观测的新体系。

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WorldView-2

卫星类型: 对地观测

所属国家: 美国

分辨率: 0.5米

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