风云三号D星:叱咤风云的“多面手”
    2017年11月17日 15:03:00  来源:中国科学报 高雅丽    字体大小[]

      11月15日2时35分,风云三号D星在太原卫星发射中心发射升空,这是我国第16颗成功发射的气象卫星。中国气象卫星事业起步于1977年11月,历经40年发展,我国已拥有静止轨道和极地轨道两个系列气象卫星,中国气象观测能力得到极大提升。

      “搭载有效载荷最多的卫星之一” 

      气象卫星是世界上应用最广的卫星之一,不仅可以对天气变化情况进行专业研究、提供预报服务,还能够规避自然灾害的影响,对经济社会发展提供信息支持。

      国防科工局系统工程司副司长赵坚对《中国科学报》记者说:“十九大报告提出一切以人民为中心,气象卫星与社会经济发展、人民群众生活密切相关。此次风云三号D星发射升空,正是将贯彻十九大精神转化到实际工作中,让人民群众有新的获得感。”

      赵坚介绍道,此次风云三号D星将增强气象卫星的观测能力,提升卫星气象观测综合应用水平,为后续雾霾天气监测、极端天气预报、空气质量监测提供服务。除此之外,风云气象卫星还将为“一带一路”沿线国家提供气象支持,“目前70多个国家和地区都广泛使用风云气象资料”。

      卫星总指挥兼总设计师高火山说:“风云三号是第二代极轨气象卫星,风云三号D星搭载10台有效载荷,是国际上装载载荷最多的卫星之一。此次搭载的四台有效载荷是全新研制的,升级换代了中分辨率光谱成像仪,卫星性能大幅度提升。”

      据了解,风云三号D星不仅可以观测可见光,还能观测红外、微波谱段,实现了全球全天候、高光谱、三维定量探测。风云三号D星还能装载温室气体监测仪,探测全球二氧化碳排放情况。此次搭载的广角极光成像仪能从太空看极光,是低轨道首个大视场极光成像仪。光学空间天气载荷仪是继美国之后第二个搭载电离层光学仪器的卫星,可以测量极紫外气辉强度。

      “风云三号D星是目前国内光谱分辨率最高的对地观测卫星,极大提高了对地球大气动力、热力参量和温室气体的获取能力,提升了我国中长期数值天气预报、全球气候和气候变化研究的能力和水平。经过在轨测试后,将投入业务运行,并接替B星作为我国太阳同步下午轨道天基气象观测的主业务卫星,与风云三号C星共同组网进一步强化我国极轨气象卫星上、下午星组网观测的业务布局。”高火山说。

      高火山说:“风云三号D星能够为天气预报、全球数值预报、气象防灾减灾、气候和气候变化应对、农林牧渔等非气象领域应用服务提供全球及地区的气象信息,为国家生态文明建设、‘一带一路’倡议的实施保驾护航。风云三号气象卫星自2000年11月正式批准立项后,经历了跨越式发展过程,如今达到与欧美同一发展水平。”

      地面应用系统首次实现南北极建站 

      为了充分发挥卫星效应,地面应用系统的发展要超前于卫星发展,而风云系列气象卫星建立了星地一体化的共同发展模式。

      地面应用系统总设计师杨忠东说:“此次地面应用系统进行了扩展性能提升,在我国第一次实现南极站接收、两极站同时使用。2008年地面应用系统在北极建站,这次在南极和挪威合作建站,大幅度提升了全球观测数据的应用时效。”

      “风云三号D星每102分钟飞一圈,南北极建站后,卫星每飞半圈就有数据可以下传至地面。现在获取风云三号气象卫星数据时效性显著提高,全球观测数据应用平均时效从130~150分钟提高到80分钟左右。”杨忠东进一步解释道。

      当前,地面应用系统建立了一个位于北京的大型数据处理、存储和服务中心,四个主接收站加两个辅助接收站的格局,国内佳木斯和乌鲁木齐东西两个主站,国外南北两极各一主站,在全球形成了一个“十字形”,国内还有广州和喀什两个辅助站。“地面应用系统对气象卫星进行跟踪测量,接收、记录、传输、处理和分发卫星气象观测数据和空间环境数据。”杨忠东说。

      长四丙运载火箭承担了风云卫星D星的发射任务,总设计师汪轶俊说:“长征四号系列火箭与风云气象卫星非常有缘分,长四甲和长四乙的首发都是风云卫星。目前长四丙经过严密测试和检测,产品性能和飞行可靠性都得到提升。”

       风云系列40年发展 

      “发展我国自己的气象卫星的最初设想,是周恩来总理于1969年提出来的。风云三号气象卫星是为了满足中国天气预报、气候预测和环境监测等方面的迫切需求建设的第二代极轨气象卫星,随着风云卫星40年的发展,现在世界上同时拥有极轨和静止轨道气象卫星的只有美国、欧洲和中国。”赵坚介绍道。

      赵坚说:“风云三号三D星发射后,我国全球数值天气预报模式预报精度将提高3%左右,预报时效延长2-3天,可使登陆台风等高影响天气预报时效提前到5-7天。”

      现在,全球有超过2500家用户使用风云系列气象卫星资料,气象卫星的使用对台风、暴雨、大雾的监测得到大幅度提升。“从1998年到2017年11月,风云卫星对登陆我国的176个台风都做到准确观测,重大自然气候变化无一漏网。”风云三号卫星已经被世界气象卫星协调组织纳入新一代世界极轨气象卫星观测序列,成为全球天基气象观测系统的重要组成部分。“风云卫星为东半球国家提供气象数据,可以说为中国气象卫星撑起了半边天。”赵坚说。

      2018-2021年前后,我国还将陆续发射4颗气象卫星,包括风云三号05、06星,晨昏轨道卫星和降水雷达卫星,根据实际需求,卫星搭载的有效载荷将进一步提升。

      赵坚感慨道:“气象卫星40年发展离不开国家支持,这正是社会主义集中力量办大事的体现。风云卫星是全人类共同的事业,实现数据共享是大国担当,我们将在更大程度上推动国际合作,更好地造福人类。”

     

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