風(fēng)云四號(hào)，中國(guó)氣象預(yù)測(cè)比肩歐美

本報(bào)記者 馬俊 劉揚(yáng)

12月11日0時(shí)11分，中國(guó)新一代氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號(hào)首星于西昌衛(wèi)星發(fā)射中心被長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭順利送入軌道。這不僅意味著中國(guó)未來(lái)的天氣監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)預(yù)警將更為準(zhǔn)確，而且也代表著中國(guó)在氣象衛(wèi)星這一高端領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。

國(guó)防科工局系統(tǒng)工程司副司長(zhǎng)趙堅(jiān)告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，氣象衛(wèi)星按照運(yùn)行軌道劃分，可分為繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的太陽(yáng)同步軌道和相對(duì)地球不動(dòng)的靜止軌道氣象衛(wèi)星兩大系列，它們就好比一個(gè)定點(diǎn)站崗警察和一個(gè)流動(dòng)巡邏警察，對(duì)地球氣象保持嚴(yán)密監(jiān)測(cè)。

目前能用自己研制的兩種氣象衛(wèi)星拍攝大氣云圖的國(guó)家和地區(qū)，除美歐之外，就只有中國(guó)了。中國(guó)在軌運(yùn)行的氣象衛(wèi)星包括在靜止軌道運(yùn)行的4顆風(fēng)云二號(hào)和在極軌運(yùn)行的3顆風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星。而此次發(fā)射的風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星將實(shí)現(xiàn)靜止軌道氣象衛(wèi)星的升級(jí)換代。據(jù)介紹，風(fēng)云四號(hào)由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第八研究院研制，衛(wèi)星發(fā)射重量5400公斤，設(shè)計(jì)壽命7年，裝載有多通道掃描成像輻射計(jì)、干涉式大氣垂直探測(cè)儀、閃電成像儀和空間環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器包等四大有效載荷，整體性能達(dá)到了歐美最新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星的水平。

氣象預(yù)報(bào)是一個(gè)世界性難題。風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)總師張志清解釋說(shuō)，這是由于用于氣象預(yù)報(bào)的模型需要不同高度的大氣數(shù)據(jù)，但目前地面觀測(cè)站只能提供靠近地面的數(shù)據(jù)，高空數(shù)據(jù)只能推算，這樣的預(yù)報(bào)結(jié)果自然不可能非常準(zhǔn)確。而風(fēng)云四號(hào)不僅觀測(cè)能力更強(qiáng)、反應(yīng)速度更快，而且還可以獲取大氣的三維溫濕度結(jié)構(gòu)。它是世界上首次在靜止衛(wèi)星上裝載干涉式紅外大氣探測(cè)儀的，將實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)及周邊地區(qū)1小時(shí)一次的大氣溫濕分布的垂直探測(cè)，彌補(bǔ)陸地探空站點(diǎn)稀少（200公里）、時(shí)間頻次有限（一天兩次觀測(cè)）的不足。

此外，風(fēng)云四號(hào)搭載的閃電成像儀一秒鐘可以拍攝500張閃電圖，探測(cè)區(qū)域范圍內(nèi)的閃電頻次和強(qiáng)度，可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測(cè)與跟蹤，提供閃電災(zāi)害預(yù)警，這也是國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用。

風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星與日本2016年最新發(fā)射的葵花九號(hào)衛(wèi)星、美國(guó)的GOES-R衛(wèi)星及歐洲正在研制的MTG等均屬于新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星。風(fēng)云四號(hào)創(chuàng)造了多個(gè)世界領(lǐng)先，例如它是國(guó)際上首顆同時(shí)裝載多通道掃描成像輻射計(jì)和干涉式大氣垂直探測(cè)儀的高軌氣象衛(wèi)星。這兩個(gè)設(shè)備的技術(shù)敏感度很高，要知道當(dāng)年中國(guó)研制團(tuán)隊(duì)赴歐考察時(shí)，相關(guān)設(shè)備被歐洲方面包得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)，生怕“走漏風(fēng)聲”。最終美國(guó)因?yàn)榧夹g(shù)和經(jīng)費(fèi)的原因，在最新一代衛(wèi)星上放棄了干涉式大氣垂直探測(cè)儀；歐洲則采取分別用兩顆衛(wèi)星搭載這兩種載荷的方式，以規(guī)避儀器之間相互影響而產(chǎn)生的復(fù)雜圖像定位與配準(zhǔn)等技術(shù)問(wèn)題。風(fēng)云四號(hào)成為國(guó)際上絕無(wú)僅有的一顆衛(wèi)星同步搭載掃描成像計(jì)和干涉式垂直探測(cè)儀的衛(wèi)星。

由于風(fēng)云四號(hào)運(yùn)行在地球赤道上方3.58萬(wàn)公里的高空，在這樣的高度拍攝圖像，衛(wèi)星“鏡頭”的絲毫偏移，相對(duì)地面可能就是幾十乃至上百公里的差別。美國(guó)從1994年就開(kāi)始著手解決相關(guān)問(wèn)題，通過(guò)5顆衛(wèi)星的持續(xù)改進(jìn)，到2006年發(fā)射的GOES-13才有明顯改善。剛剛發(fā)射的GOES-R的定位精度達(dá)到1公里，而風(fēng)云四號(hào)同樣能達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。此外，風(fēng)云四號(hào)搭載的多通道掃描成像輻射計(jì)的成像通道從風(fēng)云二號(hào)的5個(gè)增加到了14個(gè)，與美國(guó)剛發(fā)射的GOES-R相當(dāng)。風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星選擇以青海湖為定標(biāo)場(chǎng)，對(duì)湖水溫度的測(cè)量絕對(duì)誤差小于1度。此外，風(fēng)云四號(hào)還可以通過(guò)不同光譜通道的觀測(cè)，對(duì)全國(guó)植被覆蓋、糧食畝產(chǎn)等做出預(yù)估。

按照《國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2015-2025年）》，中國(guó)將發(fā)展13顆與氣象密切相關(guān)的衛(wèi)星，其中全新研制的有大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)星、陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測(cè)衛(wèi)星和靜止軌道微波探測(cè)星，確保后續(xù)業(yè)務(wù)運(yùn)行的有3顆風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星，2顆風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星，1顆晨昏軌道氣候衛(wèi)星，2顆降水測(cè)量雷達(dá)衛(wèi)星，1顆高精度溫室氣體探測(cè)衛(wèi)星和1顆高光譜衛(wèi)星。▲