國家衛星氣象中心副主任趙大銅接受本網記者採訪（ 孫雨其 拍攝）
四川在線消息（記者 陳婷）11月15日，一股冷空氣自西伯利亞抵達四川。
“冷空氣要來咯~”四川省氣象臺提前3天作出預警：“預計，15-18日，我省大部有一次較明顯的降溫降水天氣過程……盆地日平均氣溫將累計下降4-6℃。”
11月18日，四川盆地氣溫回升。
如此精確的“未卜先知”，氣象專家是如何做到的?請抬頭看向天空，答案就在那裡——我國的風雲衛星正24小時不停歇地監測著中華大地的風雲變幻。
要知道，中國風雲衛星在國際上可是赫赫有名：它已被世界氣象組織納入全球業務應用氣象衛星序列，同時也是空間與重大災害國際憲章機制下的值班衛星。
不折不扣的一顆“牛星”啊!那麼，風雲衛星與我們的日常生活有著怎樣的密切聯繫?11月12日至13日，在成都舉行的第五屆風雲衛星發展國際諮詢會暨首屆風雲衛星用戶大會上，來自國內外的頂級專家為我們揭開謎底。
用風雲衛星對臺風進行高精度定位
風雲衛星有多“牛”?
風雲衛星是我國第一個業務化的民用衛星。經過近50年發展，中國已成功發射了17顆風雲衛星，其中8顆在軌穩定運行，正在為93個國家和地區以及國內2500多家用戶提供100多種衛星資料和產品，每年向用戶提供1000多條遙感監測信息，為78個國家重點科研項目提供科學數據。
隨著風雲衛星的發射升空，我國成為世界上少數幾個同時擁有靜止和極軌兩種氣象衛星的國家之一，也是唯一同時提供靜止和極軌兩個業務平臺的發展中國家。
“目前在國際上，風雲衛星與美國、歐洲猶如‘三足鼎立’，極軌衛星是在時間分佈上的三足鼎立，靜止衛星則是空間上的三足鼎立。亞洲、東南亞、中亞是我國靜止衛星的主要覆蓋範圍。”世界氣象組織助理秘書長張文建說。
風雲衛星對國際空間探測研究有多重要?張文建舉了一個例子。
有一次，美國一個高緯度的衛星接收站突然收不到自己的衛星資料了，這就無法監測美國高緯度地區的天氣和冰雪狀況了，遂向我們求助。結果美國發現，我們的衛星數據質量比他們的還要好，拿來馬上就能用。“美國人這下知道了，原來風雲衛星是自己全球佈局的業務系統中必不可少的好夥伴。有了它，如同我們乘坐公共汽車，錯過了這一班車，下一班車馬上就過來了，不用擔心還要等很久。”
張文建說，以前，美國人和歐洲人都以為自己的衛星已經夠用了，但後來日益發現，在監測極端天氣的時候，沒有極軌衛星或者極軌衛星少一顆，結果都大不一樣，風雲衛星的數據使氣象預報的時效延伸性和預報精準度都得到明顯提升。“現在，國際上對風雲衛星的依賴性更強了。明年，等風雲三號的E星發射升空，那時風雲衛星在全球的影響力會更大。”
專家在會場展示用風雲衛星觀測夜間積雪
天氣預報：從“測不準”到“看得準”的轉變
風雲衛星，全稱“風雲氣象衛星”。顧名思義，最重要的應用是監測天氣及氣候變化。
在我國傳統中，老農(諺語)預報天氣，靠的主要是經驗。在短時間、小範圍內，經驗是比較準確的。但更長時間、更大範圍的天氣預報怎麼辦呢?
“現在的天氣預報實際上是通過解數學物理方程計算出來的。”國家衛星氣象中心副主任趙大銅告訴記者，目前國際上廣泛採用的是數值模式預報法，就是根據我們所認識的大氣運動規律建立數值模式，把探測到的當前天氣狀況作為初始數據代入模式，像解數學物理方程式一樣推導出未來的天氣情況。
想象一下，如果我們把地球表面劃分成一個一個的網格，每一個網格的邊長就是風雲衛星的觀測分辨率——目前可以做到10-15公里，這個分辨率在國際上是很高的。在數值模式預報中，來自衛星觀測的數據量，佔全部所需初始數據的90%左右，另外10%左右的初始數據則來自地面觀測點。
由此，天氣預報實現了從“測不準”到“看得準”的轉變。以前，天氣預報主要靠地面氣象站的百葉箱測溫度，測到的是某地某時某個觀測點的溫度，對於一片區域而言，這個溫度只是一個近似值。而有了衛星以後，它從空中測量的是一片區域範圍的溫度數值，然後氣象專家可以從這一堆數值中找到某一個點的準確溫度值。
隨著技術手段提升，從風雲一號到風雲四號，風雲衛星的性能也實現了由弱到強的轉變。
風雲三號是風雲一號的升級版，風雲一號只能承載1-2臺儀器，應用比較簡單而且大部分是定性的，比如看看臺風在哪裡登陸了?風雲三號則能夠進行比較精確的定量應用，它的探測數據被用來推算未來的天氣。
而風雲四號則是風雲二號的升級版。以前用風雲二號看雲，就像照x光片，我們看到的是一個平面;通過風雲四號觀測則如同照CT，是進行三維的、立體的觀測，能夠把雲從不同高度切成一個一個平面，使我們得以精確地知道距離地面某個特定高度的風雲變幻。
“探測手段的技術進步，為我們更加精準地預報天氣提供了條件和可能。”趙大銅說，目前，氣象部門可以開展5天、10天、15天甚至一個月時長的天氣預報，不過，數值模式預報的結果越臨近越準確。“3天以內，技術和科學認識都比較成熟，5-7天可以參考，更遠的則是估計。”
助力防災減災，“跟蹤”颱風最高效
除了預報天氣，風雲衛星還被用於提供對災害性天氣的監測和預警，比如在臺風、洪水的形成過程中，既監測現場情況，也預警臨近的未來。
通過衛星，氣象專家可以清晰地看到颱風在海面上形成、移動、消散的過程，實時監測到颱風在沿海某地登陸的時點，這時，直接就可以根據風向等氣象條件判斷颱風未來的走向。這種判斷可以在1小時、2小時、3小時、6小時這樣的臨近時間段內做到很準確。
還記得今年在廣東登陸的風王“山竹”嗎?當時，氣象部門對“山竹”的“生-來-去-亡”進行了全程監測和預警，為政府部門及時採取防災措施提供了有力保障：經過災前的密切監控，9月15日，廣東省三防總指揮部將防風應急響應由Ⅱ級提高到Ⅰ級;廣東省教育廳緊急要求全省各級各類學校、幼兒園全部停課停學。9月16日17時，“山竹”在廣東臺山海宴鎮登陸，登陸時中心附近最大風力為14級。
據報道，截至2018年9月18日17時，颱風“山竹”造成廣東、廣西、海南、湖南、貴州5省(區)近300萬人受災，5人死亡，1人失蹤，160.1萬人緊急避險轉移和安置;造成直接經濟損失52億元。
“幾十年前，人們也能預報臺風，但不準確。自從有了氣象衛星以後，登陸我國的颱風無一漏網，避免了極大的生命財產損失。”趙大銅說。
一顆衛星從研製到發射、運轉，耗資幾十億元。但是一個颱風，即使預報出來，在我們提前採取防災措施的情況下，其經濟損失都能達到幾十上百億元，如果沒有監測與預報，其損失(包括人員傷亡)可就難以估量了。這樣算起來，衛星的投入產出效益比是非常高的。
2018年8月，《風雲衛星國際用戶防災減災應急保障機制服務描述(第一版)》正式發佈。由此，中國在世界上率先建立了一個在極端天氣氣候事件下，可以讓應用國家進行加密觀測的機制。
在這一機制下，風雲衛星在防災減災方面所發揮的作用已超越國界。今年9月14日，中國氣象局首次啟動應急保障機制，向菲律賓、越南提供衛星數據產品;10月30日，我國再次啟動應急保障機制，響應菲律賓氣象局要求，為其提供衛星數據產品應對臺風“玉兔”。
趙大銅表示，目前，國家氣象部門正在努力實現對15天以內的災害性天氣作出預測，但還有不少難點等待我們去攻克，“比如夏天突發的雷雨，有時候即使1天、2天之內的也報不準。”
世界氣象組織助理秘書長張文建
新的應用方向：生態文明建設
在科學家眼裡，風雲氣象衛星就是空間探測的一個大平臺，只要在上面安裝不同的探測儀器，就可以實現不同的目的。
隨著技術的不斷進步，風雲衛星探測能力越來越強，數據越來越豐富，可應用的範圍越來越廣。如今，在與人們日常生活密切相關的領域，除用於天氣監測、氣候監測以外，風雲氣象衛星在生態文明建設、生態環境保護方面也有很多應用。
——對植被的監測。風雲衛星可以對大範圍作物進行估算，既可以用於估算小麥、水稻等農作物的種植面積和產量，也可以應用於對退牧還草、退耕還林等政策實施情況的監測。
——監測空氣質量。當通過衛星看到霾已經在上空形成後，我們可以根據天氣條件，來判斷霾將停留多久，從而預測未來一段時間的空氣質量。另外，很多大氣中的恆量氣體包括溫室氣體和汙染性氣體，風雲衛星都可以高精度地監測出來。
——觀測積雪狀況。通過微光資料對大氣中氣溶膠的定量觀測，可以看到夜間積雪狀況。(圖175722)
——將衛星監測火情與氣象預報和林火蔓延模型結合，可預測草原、森林的火情發展。
國家衛星氣象中心衛星氣象研究所副所長覃丹宇認為，通過與相關部委合作，為其提供非常好的觀測手段和數據支撐，未來風雲衛星的應用領域還將拓展得更大、更寬、更深，比如：“生態綠線”(衛星中心專家獨創，相對於“生態紅線”)監測與評估，對草地防風固沙功能、土壤水土保持功能、溼地生物多樣性功能等進行評價;開展氧氣釋放量遙感評估，助力“天然氧吧”評選與建設;等等。
美國威斯康星大學教授AllenHuang指出：“用新算法、新技術，在‘一帶一路’戰略下，風雲衛星可以更廣泛地影響到中國和沿路國家，為亞太區域做更多貢獻。”
對此，趙大銅表示：“我們有能力、也有責任服務‘一帶一路’國家戰略，為‘一帶一路’沿線國家提供科學的、公益的氣象服務。”
【小知識】
什麼是極軌衛星和靜止衛星?
民用衛星分為幾大類：遙感衛星、通信衛星、導航衛星。和地球資源衛星一樣，氣象衛星是一種遙感衛星，主要通過技術手段來觀測地球。
氣象衛星的特點是在及時、有效的前提下要看得快。比如資源衛星、測繪衛星等要把地球掃描一圈，有的需要半個月，有的需要數個月，因為幅寬窄、觀測精細、有時受陰雲干擾等;氣象衛星則追求時效性，比如颱風來了，要先快速地看到它。
風雲一號和風雲三號是極軌衛星，也叫太陽同步衛星，簡單說就是繞著南極、北極轉圈，轉一圈大約需要102分鐘，從而對地球的不同地方進行探測。靜止衛星在赤道上空運轉，是地球同步衛星，從地球上看它是不動的。風雲衛星二號和風雲四號就是這樣24小時監測著以中國為中心的地球圓盤區域。
極軌衛星和靜止衛星還有一個不同點。極軌衛星距離地球比較近，軌道大約700-800公里，離得近看得清，所以極軌衛星的數據在天氣預報及環境監測應用方面更精確。而靜止衛星站得高看得遠，其軌道距離地球約36000公里，在天氣監測方面更有時效。兩種衛星各有優勢，要配合起來使用。
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