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风云卫星50年记:捕捉天气脉动 解码风云变幻(图)
华夏经纬网   2020-10-18 10:57:13   
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  风云卫星50年记
   经济日报·中国经济网记者 郭静原

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风云二号H星首幅彩色合成图。 (资料图片)

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风云三号A星首幅彩色合成图。 (资料图片)

  “站得高、看得远”,浩瀚宇宙中的气象卫星宛如地球家园守望者,全天24小时不间断监测天气和环境变化;从1970年开启气象卫星研制任务,到如今成功发射17颗风云系列气象卫星。跨越50年长河,我国气象卫星事业实现了从无到有、从小到大、从弱到强的跨越。

  风云系列气象卫星从1970年开启气象卫星研制任务至今,已成功发射17颗,7颗在轨运行,为我国气象卫星事业作出巨大贡献。为什么要发这么多颗卫星?这个人丁兴旺的“家族”为何贡献卓著?日前,经济日报记者采访了国家卫星气象中心主任、风云气象卫星工程总设计师杨军,风云四号卫星系统总设计师董瑶海与风云气象卫星工程副总设计师唐世浩,一起来听他们眼中的风云卫星。

  “争气星”:敢梦想敢创新

  风云卫星是一颗什么样的星?在杨军看来,主要有三重定义:它是一颗知冷知热的“百姓星”。当人们收看天气预报时,就有风云卫星的一份功劳。它是一颗自主创新的“争气星”。50年来,中国气象卫星实力与欧美发达国家三足鼎立,部分技术实现超越,风云卫星就是其中代表。它还是一颗服务全球的“中国星”。自气象卫星诞生起,就肩负起防灾减灾救灾的使命。

  1969年,一场罕见的雨雪冰冻灾害席卷半个中国。当时,全球仅有两个国家拥有气象卫星,我国气象卫星研发迫在眉睫。“要搞我们自己的气象卫星!”1970年2月,研制气象卫星的任务下达,批准中央气象局成立“气象卫星地面站总站”(国家卫星气象中心)。7年后,我国第一代极轨气象卫星被命名为“风云一号”,正式开启了风云纪元。

  50年曲折探索路,风云卫星的成长并非一帆风顺。董瑶海坦言,他们也“交过学费”。风云一号A星在太空仅工作了39天,便因卫星姿态失控而“早亡”。

  经过三代人努力,风云卫星“身体素质”大大提升。风云一号C星寿命达到7年;风云二号F星设计寿命达4年,至今已在轨运行8年。回望过去,杨军表示:“50年来,卫星研制每个过程我们都没落下,每种问题我们都曾遇到,一旦迈过了这些坎,就意味着我们掌握了核心关键技术。”

  寿命延长之外,卫星观测能力也有了长足进步。中国气象局依靠自主创新掌握了全部核心技术,譬如风云四号卫星作为第二代静止轨道气象卫星搭载了我国自主研制的干涉式大气垂直探测仪,最高可实现15分钟一次高频垂直探测,大幅扩大了探测范围,极大缩短了大气温湿度三维数据获取时间。“这是我们独步天下的技术,有了它可以给大气做‘CT’,接下来,我们将进一步解决更高精度探测问题,让天气预报更精准。”董瑶海说。

  “百姓星”:坚持服务为民

  今年6月以来,南方持续性强降水导致部分流域汛情严重。其中,长江流域平均降水量比常年同期偏多50%,为1961年以来历史同期最多。此时,风云卫星紧盯关键湖体面积消长情况,并通过多年卫星监测资料对比分析,为决策部门抢险救灾提供了科学可靠依据。

  “从直观来说,气象卫星监测首先是支持天气预报,把汛期降水过程预报精准。不仅如此,它还要监测评估降水后可能引发的各种气象灾害,利用长时间序列卫星遥感监测资料综合评判,助力政府部门决策。”杨军说。

  特别是在台风监测中,风云卫星发挥着无可替代的作用。自风云二号卫星投入运行至今年8月底,西太平洋生成的566个台风、登陆我国的165个台风监测无一漏网。风云四号卫星投入运行后,我国对台风、暴雨等灾害天气监测识别时效从15分钟提高至5分钟,晴雨天气预警准确率提高至89%,24小时台风路径预报平均误差从95公里减至71公里,优于美国、日本等国。

  优秀的气象卫星不仅会拍照,最重要的是做到绝对定量测量。“台风当前状态、历史状态都是什么样?有了风云卫星的加入,从大气到空间天气的综合观测信息得以完善,才能监测到海面的一举一动,使得台风路径与强度预报准确率连年提升,逐步将气象灾害损失降到最低。”唐世浩告诉记者,数值天气预报的精准度提高与卫星资料质量与数量增加成正比。

  如今7星在天,它们都在浩瀚银河中忙些什么?答案是组建综合观测星座,实现对大气及地球多圈层系统全球化、精细化探测能力。其中,极轨卫星围绕南北极跨越赤道飞行,主要用于天气预报、生态、环境监测以及气候变化研究;静止卫星在地球赤道上空,与地球自转同步运行,对局部地区开展高频次观测,是捕捉中尺度强对流天气能手。

  “气象观测的最大特点是24小时不间断连续工作。因为天气瞬息万变,无所不在,卫星要承担起‘地球卫士’的角色。未来,这样的立体观测网会越来越密,资料之间接续水平更高,各类灾害捕捉能力更强,以提供更加精准的天气预报。”杨军表示,气象卫星要发挥防灾减灾第一道防线作用,通过多星协同,第一时间发现灾害并记录全过程。

  近年来,升级换代的气象卫星与云计算、大数据等新技术融合,时刻掌握天气气候脉动,持续提升天气预报准确率与对天气趋势科学研判“智慧”含量,不断拉近与大家的距离。精准扶贫、生态建设均为气象服务落地支点之一,精细化卫星数据产品服务遍及各行各业。

  “中国星”:彰显大国担当

  橙色是晴天,灰色是多云,蓝色是降雨……在今年上线的我国“一带一路”相关重要城市天气预报服务专网上,这些不同色块串联起来,勾勒出一张覆盖137个“一带一路”相关国家与地区的晴雨表。

  “作为全球综合地球观测系统重要成员,风云气象卫星已被世界气象组织纳入全球业务应用气象卫星序列,也是空间与重大灾害国际宪章机制的值班卫星。”杨军说,使用风云气象卫星数据的国家和地区数量已增至115个,其中包括65个“一带一路”国家,并为国内2700多家用户提供资料与产品——风云卫星的全球应用服务潜力正逐步释放。

  莫桑比克位于非洲南部,热带气旋等气象灾害频繁。去年,该国曾3次启动风云卫星国际用户防灾减灾应急保障机制,请求中国气象局提供该地区风云卫星数据产品。当地时间今年1月2日,中国气象局援助建设的中国风云二号气象卫星接收处理及应用系统交付使用仪式在莫桑比克国家气象局举行。莫桑比克成为非洲首个应用此系统的国家,较好地填补了天基监测空缺,获得24小时连续不间断气象卫星监测服务,天气预报、防灾减灾能力将得到有效提升。目前,该系统信号接收良好,运行和数据存储正常。

  风云卫星所承担的国际服务成果远不止于此。从澳大利亚新南威尔士州山火到伊朗南部洪涝、从巴基斯坦沙漠蝗灾到孟加拉湾气旋风暴……风云卫星灾害遥感监测彰显出大国担当。2019年1月至2020年8月,我国共制作发布61期“一带一路”遥感应用专报,为非洲、亚洲、南美洲等多个国家和地区提供台风、森林火灾、沙尘暴、洪灾等遥感监测服务。

  凭借先进技术、稳定业务运行与高质量数据产品,风云卫星正与世界发达国家气象卫星一起,成为全球对地观测网中的主力军,肩负起全球对地球大气、海洋和地表环境全天候、立体、连续观测的责任,一步一个脚印把风云卫星气象事业推向前进。(郭静原)

 

来源:经济日报

 

责任编辑:邱梦颖

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