中國新氣象洞察世界風(fēng)云

　　如果有機(jī)會從太空回眸地球，相信每個(gè)人都會驚嘆于宇宙之浩渺，而心中油然而生對地球家園的深深眷戀。這共通的情感或許就是社交軟件微信把地球圖片設(shè)定為開機(jī)畫面的原因吧。這張6年來被億萬人無數(shù)次刷屏的地球圖片被昵稱為“藍(lán)色彈珠”，是美國阿波羅17號太空飛船的杰作。

　　風(fēng)云四號A星對地觀測示意圖

　　新華社發(fā)

　　然而，從9月25日至9月28日，細(xì)心的用戶會發(fā)現(xiàn)，微信開機(jī)畫面的地球圖片被悄然更換了，之前以非洲大陸為主體的視角被中國為主體的東亞視角所取代，微信運(yùn)營團(tuán)隊(duì)對圖片更換行為的解釋是，此舉寓意從“人類起源”到“華夏文明”的歷史發(fā)展，旨在向億萬微信用戶展示華夏大地的河山風(fēng)貌。而新圖片是一張最新氣象云圖，由中國新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號A星所拍攝，其版權(quán)屬于中國。

　　微信此舉與其說是追求視覺變化，不如說是向迅猛發(fā)展的中國航天事業(yè)和中國氣象科技的一次致敬。經(jīng)過幾十年特別是最近5年來的發(fā)展，中國氣象科技在航天事業(yè)的鼎力支持下，實(shí)現(xiàn)了新的重大跨越，邁入強(qiáng)國行列。

　　躍升至世界一流

　　仔細(xì)端詳新?lián)Q上的微信開機(jī)畫面，我們可以看到，白色的云團(tuán)籠罩下，中國所在的東亞大陸的輪廓清晰可辨，東北亞和俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)白云濃厚，而左下角澳洲大陸則沒有云層遮蔽，可以一覽無余。

　　氣象專業(yè)工作者從這張氣象云圖所解讀出來的信息豐富程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)要超過我們普通人。作為當(dāng)今世界最先進(jìn)的氣象衛(wèi)星，風(fēng)云四號A星可謂裝備先進(jìn)、性能強(qiáng)大，能夠見微知著、明察秋毫之末。

　　風(fēng)云四號A星于2016年12月11日成功發(fā)射，是中國靜止軌道氣象衛(wèi)星從第一代向第二代跨越的首發(fā)星。該衛(wèi)星與其第一代靜止軌道衛(wèi)星風(fēng)云二號相比，在諸多方面實(shí)現(xiàn)了突破和創(chuàng)新，填補(bǔ)了多項(xiàng)國際空白。

　　在中國氣象局衛(wèi)星專家、中國工程院院士許建民看來，風(fēng)云四號衛(wèi)星作為風(fēng)云靜止衛(wèi)星系列最大的突破之一是實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定技術(shù)的飛躍，即從“自旋穩(wěn)定”到“三軸穩(wěn)定”。

　　氣象衛(wèi)星面對的核心問題是提高對地觀測和掃描的效率，而衛(wèi)星自身的穩(wěn)定性是提高觀測和掃描效率的關(guān)鍵。中國氣象衛(wèi)星傳統(tǒng)上采用自旋穩(wěn)定技術(shù)，即靠衛(wèi)星自我旋轉(zhuǎn)來穩(wěn)定，就像陀螺一樣在太空旋轉(zhuǎn)，但是自旋一周360度，對準(zhǔn)地球的時(shí)間比例很低，由此效率大打折扣，而采用新的三軸穩(wěn)定技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定拍攝掃描的同時(shí)，始終面向地球，大大提高了工作效率。

　　高精度掃描控制技術(shù)是風(fēng)云四號的“殺手锏”之一，而高精度角度傳感器是該技術(shù)的核心和關(guān)鍵。為了實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)突破，研究團(tuán)隊(duì)付諸了艱苦卓絕的努力，終于取得成功。在此過程中還發(fā)生了頗為傳奇的故事。

　　據(jù)風(fēng)云四號衛(wèi)星掃描成像輻射計(jì)副主任設(shè)計(jì)師、中科院上海技術(shù)物理研究所副研究員沈霞介紹，研究團(tuán)隊(duì)在遭遇技術(shù)困難之際，輾轉(zhuǎn)找到了一位江蘇常州的老科技工作者，他居然在國家課題的支持下，較早就研制出了世界上一流水平的角度傳感器。在其技術(shù)支持下，科研人員合力解決了一系列問題，最終高水平角度傳感器應(yīng)用在衛(wèi)星的四臺載荷上。

　　應(yīng)用最新黑科技的高性能載荷是風(fēng)云四號準(zhǔn)確觀測能力的重要基礎(chǔ)。它是當(dāng)之無愧的“閃電獵手”，它裝載了中國首次研制的閃電成像儀，具備了區(qū)域閃電探測能力。

　　中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心、風(fēng)云四號地面應(yīng)用系統(tǒng)副總師陸風(fēng)介紹說，如果某地閃電非常密集，該地的云在未來兩三小時(shí)會快速發(fā)展，會有強(qiáng)天氣發(fā)生，風(fēng)云四號具備捕捉閃電的超強(qiáng)能力，其攜帶的儀器性能非常優(yōu)秀，一秒鐘能“看”500次閃電，不會有遺漏，這對臨近預(yù)報(bào)有非常大的幫助。

　　風(fēng)云四號A星獲取的首批地球云圖之一

　　(中國航天科技集團(tuán)官方網(wǎng)站)

　　四十多年埋頭苦干

　　作為氣象災(zāi)害頻仍的國家，中國高度重視氣象衛(wèi)星的研發(fā)和利用。風(fēng)云三號氣象衛(wèi)星工程應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師董超華介紹說，早在1969年，中國就提出，“要搞我國自己的氣象衛(wèi)星”。1972 年，研制氣象衛(wèi)星被正式納入國家計(jì)劃。1988年9月7日，風(fēng)云一號A試驗(yàn)應(yīng)用極軌氣象衛(wèi)星發(fā)射成功，攜帶一臺5通道可見光紅外掃描輻射計(jì)，對地遙感。在此后14年間，風(fēng)云一號B、C、D星接連發(fā)射。

　　1997年6月，風(fēng)云二號A試驗(yàn)應(yīng)用靜止氣象衛(wèi)星發(fā)射成功，攜帶一臺3通道可見光紅外掃描輻射計(jì)，這標(biāo)志中國已成為能夠自行研制和發(fā)射極軌和靜止兩個(gè)系列氣象衛(wèi)星的國家。2008年5月，中國新一代極軌氣象衛(wèi)星系列的首發(fā)星──風(fēng)云三號A星發(fā)射成功。它攜帶了11臺儀器，除可見光紅外掃描輻射計(jì)和空間環(huán)境監(jiān)測器是繼承性儀器外，其余均為新研制開發(fā)，且是第一次載入衛(wèi)星的儀器。8年之后，中國發(fā)射了風(fēng)云四號A星，把靜止軌道衛(wèi)星升級為性能空前強(qiáng)大的第二代。

　　截至目前，中國共有8顆風(fēng)云氣象衛(wèi)星在軌運(yùn)行，已經(jīng)成為世界上少數(shù)幾個(gè)同時(shí)擁有極軌和靜止軌道氣象衛(wèi)星的國家之一，形成了“多星在軌、組網(wǎng)觀測、統(tǒng)籌運(yùn)行、互為備份”的業(yè)務(wù)格局。

　　陸風(fēng)介紹說，其中有3顆極軌系列衛(wèi)星在軌運(yùn)行，它們每天上午和下午對全球進(jìn)行觀測，此外有5顆靜止軌道氣象衛(wèi)星在軌運(yùn)行，對以中國為中心的1/3個(gè)地球的中低緯進(jìn)行持續(xù)觀測。

　　風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星在天氣預(yù)報(bào)、防災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)急氣象保障等方面發(fā)揮著重要作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)云氣象衛(wèi)星投入產(chǎn)出比達(dá)1︰40 ，是中國民用遙感衛(wèi)星中應(yīng)用范圍最廣、效益發(fā)揮最好的衛(wèi)星。

　　助力全球防災(zāi)減災(zāi)

　　經(jīng)過40多年的發(fā)展，中國風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星在國際上的品牌影響力日益提升，特別是成功實(shí)現(xiàn)了升級換代之后，已經(jīng)當(dāng)之無愧地成為國際民用遙感衛(wèi)星中應(yīng)用范圍最廣、效益發(fā)揮最好的衛(wèi)星之一。

　　中國“風(fēng)云”作為全球?qū)Φ赜^測氣象衛(wèi)星中的重要成員，觀測數(shù)據(jù)也面向全球開放、實(shí)時(shí)共享，在天氣預(yù)報(bào)、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。據(jù)陸風(fēng)介紹，到目前，已有90多個(gè)國家在用風(fēng)云氣象衛(wèi)星，在亞太區(qū)域有18個(gè)國家設(shè)立了衛(wèi)星接收站，時(shí)時(shí)接收風(fēng)云衛(wèi)星的觀測資料，為天氣、氣候和防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)。

　　陸風(fēng)特別提到，風(fēng)云系列靜止軌道氣象衛(wèi)星對“一帶一路”沿線國家防災(zāi)減災(zāi)具有特別重要價(jià)值。他說，由于風(fēng)云衛(wèi)星對“一帶一路”沿線具有很好的覆蓋，相關(guān)觀測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時(shí)，可以為這些國家有關(guān)部門開展氣候預(yù)測提供重要支撐。而風(fēng)云衛(wèi)星的表現(xiàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)。

　　2016年8月中旬，巴基斯坦開伯爾-普赫圖赫瓦省遭遇突發(fā)強(qiáng)降水山體滑坡。災(zāi)害來臨前，風(fēng)云二號E星提前捕捉到強(qiáng)降水跡象，氣象預(yù)警及時(shí)發(fā)出。根據(jù)預(yù)警，當(dāng)?shù)胤忾]道路、轉(zhuǎn)移游客，避免了人員傷亡，減少了財(cái)產(chǎn)損失。

　　風(fēng)云四號A星已經(jīng)在軌運(yùn)行數(shù)月，不僅經(jīng)受了諸多測試的考驗(yàn)，而且小試牛刀、初露鋒芒。今年以來，我國遭遇多種天氣氣象類型，5月份北方地區(qū)嚴(yán)重沙塵、6月份的華北特大暴雨、6月底至7月初南方持續(xù)降水以及“苗柏”“南瑪都”臺風(fēng)等形成發(fā)展，風(fēng)云四號A星充分展現(xiàn)了其高性能，準(zhǔn)確預(yù)測了氣象條件的形成發(fā)展演變，為防災(zāi)減災(zāi)等科學(xué)應(yīng)對提供了重要支撐。目前，風(fēng)云四號已被世界氣象組織納入全球?qū)Φ赜^測氣象衛(wèi)星序列，有望在2017年底具備試運(yùn)行和服務(wù)能力，將為中國和國際防災(zāi)減災(zāi)和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供支撐保障。

　　我們相信，中國正在升級換代的新氣象衛(wèi)星系統(tǒng)必將以更優(yōu)異的表現(xiàn)，洞察世界的風(fēng)云變幻，造福于人們的生產(chǎn)和生活。(本報(bào)記者張保淑)

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