風雲再起!風雲衛星又有新動作,在這一領域中國步伐明顯加快

什麼是氣象衛星?

在我國傳統中,天氣預報靠節氣、民間諺語和經驗。在短時間、小範圍內,經驗是比較準確的。但是,更長時間、更大範圍的天氣預報這種方法就不靈了,就得靠通過建立模型、數學物理方程計算得出天氣預報情況。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型,把探測到的當前天氣狀況作為初始數據代入模型,計算推導出未來的天氣情況。初始數據哪裡來?90%靠氣象衛星,另外10%左右靠地面氣象站觀測。

氣象衛星其實就是空間探測源,從太空對地球及其大氣層進行氣象觀測的人造地球衛星。原理就是通過衛星所載二維掃描成像儀、大氣垂直探測器、閃電成像儀、可見光CCD相機和地球輻射收支儀等各種儀器,接收和測量地球及其大氣層的可見光、紅外和微波輻射,並將其轉換成電信號傳送給地面站。地面站將衛星傳來的電信號復原,繪製成各種雲層、風速風向、地表和海面圖片,再經進一步處理和計算,得出各種氣象資料。氣象衛星是世界上應用最廣的衛星之一。是一種是空間、遙感、計算機、通信和控制等高技術相結合的產物。由於軌道的不同,可分為兩大類,即:太陽同步極地軌道氣象衛星地球同步氣象衛星

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赫赫有名的風雲家族!

我國早在二十世紀七十年代就開始發展我國的氣象衛星,名為:“風雲氣象衛星”,截止目前已發射了十七顆氣象衛星(4顆風雲一號、 8顆風雲二號、4顆風雲三號衛星,1顆風雲四號衛星,其中風雲系列的單號為極軌氣象衛星,雙號為靜止軌道氣象衛星。),分別實現了極軌衛星和靜止衛星的業務化運行,是繼美國、俄羅斯之後第三個同時擁有極軌氣象衛星和靜止氣象衛星的國家。

目前7顆風雲氣象衛星在軌穩定運行。為相關國家和地區提供堅實可靠的數據和遙感應用服務。風雲氣象衛星是全球空間計劃的主要貢獻者,已被世界氣象組織納入全球業務應用氣象衛星序列,,是東半球氣象預報的主力。也是空間與重大災害國際憲章機制下的值班衛星。中國氣象局衛星數據廣播系統(CMACast)是地球觀測組織三大全球分發系統之一,為全球用戶提供100多種衛星資料和產品。

目前風雲三號衛星已全面取代風雲一號衛星,風雲二號亦正被風雲四號取代。風雲四號則是中國第二代靜止軌道氣象衛星,在時間分辨率、空間分辨率、探測譜段和探測要素等方面更勝風雲二號。、

風雲一號(極軌氣象衛星)

  • 風雲一號A 1988年9月7日 太原衛星發射中心 長征四號甲運載火箭發射 39天狀態失穩
  • 風雲一號B 1990年9月3日 太原衛星發射中心 長征四號甲運載火箭發射 165天狀態失穩
  • 風雲一號C 1999年5月10日 太原衛星發射中心 長征四號乙運載火箭發射 退役
  • 風雲一號D 2002年5月15日 太原衛星發射中心 長征四號乙運載火箭發射 退役
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風雲一號

風雲二號(靜止軌道氣象衛星)

  • 風雲二號A 1997年6月10日 西昌衛星發射中心 長征三號運載火箭發射 90天失效
  • 風雲二號B 2000年6月25日 西昌衛星發射中心 長征三號運載火箭發射 240天失效
  • 風雲二號C 2004年10月19日 西昌衛星發射中心 長征三號運載火箭發射 退役
  • 風雲二號D 2006年12月8日 西昌衛星發射中心 長征三號甲運載火箭發射 退役
  • 風雲二號E 2008年12月23日 西昌衛星發射中心 長征三號甲運載火箭發射 退役
  • 風雲二號F 2012年11月13日 西昌衛星發射中心 長征三號甲運載火箭發射 正常
  • 風雲二號G 2014年12月31日 西昌衛星發射中心 長征三號甲運載火箭發射 正常
  • 風雲二號H 2018年6月5日 西昌衛星發射中心 長征三號甲運載火箭發射 正常
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風雲二號

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風雲二號氣象衛星雲圖(國家氣象臺)

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風雲三號(極軌氣象衛星)

  • 風雲三號A 2008年5月27日 太原衛星發射中心 長征四號丙運載火箭發射 退役
  • 風雲三號B 2010年11月5日 太原衛星發射中心 長征四號丙運載火箭發射 正常
  • 風雲三號C 2013年9月23日 太原衛星發射中心 長征四號丙運載火箭發射 正常
  • 風雲三號D 2017年11月15日 太原衛星發射中心 長征四號丙運載火箭發射 正常
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風雲三號

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2019年11月14日風雲三號D星的中分辨光譜成像儀觀測圖(國家氣象局)

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風雲三號紅外高光譜數據(國家氣象局)

風雲四號(靜止軌道氣象衛星)

  • 風雲四號A 2016年12月11日 西昌衛星發射中心 長征三號乙運載火箭發射 正常
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風雲四號

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風雲四號氣象雲圖(國家氣象局)

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1988年風雲一號A星、1997年風雲二號A星成功發射,實現了我國極軌和靜止氣象衛星從無到有的突破。摸索了在軌調姿穩定技術。

1999年風雲一號C星、2004年風雲二號C星成功發射,突破了長壽命穩定運行的技術瓶頸,具備了提供長期連續業務觀測資料的能力。

2008年風雲三號A星發射升空,極軌氣象衛星實現升級換代,搭載的載荷數量從風雲一號的1個增加到11個,風雲三號極軌氣象衛星的技術指標達到歐美最新一代氣象衛星水平,可從二維遙感成像到三維綜合大氣探測,從單一光學探測到全譜段寬波譜探測,從公里級觀測提高到百米級觀測,從國內組網接收到全球組網接收,我國氣象衛星技術邁入世界先進行列。

特別是2016年風雲四號A星成功發射,衛星成功突破了代表國際前沿的高精度圖像定位與配準、微振動測量與抑制等20餘項核心關鍵技術,裝載四種先進有效載荷,整體性能達到國際先進水平。每15分鐘就能進行一次地球全圓盤觀測,每5分鐘就能完成一次中國區域觀測,更加精確地開展了天氣監測與預報預警、數值預報、氣候監測。衛星裝載的閃電成像儀能1秒鐘拍500張閃電圖,探測區域範圍內的閃電頻次和強度,在國內首次提供閃電預警。風雲四號能每3分鐘對臺風區域進行觀測,彌補在軌衛星雲圖分辨率不夠高的缺點,對災害及環境監測、人工影響天氣、空間天氣研究等提供了有力支撐!

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風雲展望

後續,根據風雲衛星2011至2020年發展規劃和國家空間基礎設施2025年規劃,至2025年我國還有已規劃的9顆衛星後續陸續發射。結合目前的在軌7顆風雲衛星,將確保風雲衛星家族持續穩定地為用戶提供服務到2030年,從2030年開始我國將研製新一代的極軌衛星風雲五號和新一代的靜止衛星風雲六號,為國民經濟建議、氣象防災減災、建設美麗家園、服務國際社會提供更為強大的全球氣象觀測信息。

在11月15日召開的首屆風雲氣象衛星國際用戶大會上,國家衛星氣象中心主任楊軍宣佈,我國正對風雲五號衛星的設計、佈局進行論證工作,構建晨昏、上午和下午三星組網的第三代極軌氣象衛星觀測體系,實現主動和被動結合的高精度全球三維大氣垂直立體探測。作為未來接替風雲三號衛星的低軌氣象衛星,風雲五號衛星系列包括綜合觀測衛星、專用觀測衛星和應急極端天氣監測星座群等。其中,綜合觀測衛星對氣象、氣候重點關注的大氣溫、溼、壓、風、雲、成份、空間天氣等全要素進行綜合觀測;專用觀測衛星對單一要素採用綜合手段進行高精度探測,圍繞降水、風、雲、成分等中的某單一要素採用多種觀測手段進行高精度探測;應急極端天氣監測星座群針對突發災害、極端天氣高時效觀測。

預計到2035年,風雲五號衛星系列將全面替代和擴展目前在役的風雲三號衛星系列,形成由“晨昏星+上午星+下午星”組網運行的綜合觀測衛星和由降水測量衛星等組成的專業測量衛星,並輔以應急極端天氣衛星星座等,形成全要素、高精度、高穩定性的新型低軌氣象衛星體系。

風雲起兮,壯志揚兮!!!

氣象明兮,國家強兮!!!

部分文字、圖片來自於中國國家衛星氣象中心、中國國家氣象局,致謝。


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