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我国风云卫星气象事业开展50周年 在探索中起步发展迅速

  今年是我国风云卫星气象事业开展 50 周年。50 年来,我国风云卫星气象事业从零起步、发展迅速,目前已经成为世界上少数同时拥有极轨和静止气象卫星的国家或地区之一。

  50 年来,从风云一号、风云二号到风云三号、风云四号,我国已成功发射了“两代四型”共 17 颗风云气象卫星。其中,风云一号和风云三号是极轨卫星,负责全球观测;风云二号和风云四号属于静止卫星,对我国及周边地区进行定点观测。

  国家卫星气象中心主任风云气象卫星工程总设计师杨军:目前我们在轨运行的包括从风云二号、风云三号、风云四号总共有 7 颗气象卫星组成了一个比较完整、严密的天基气象观测体系。极轨气象卫星对地球相对来说每天大约绕 14 圈,它可以把全球无缝隙地观测到;而静止卫星可以以一种几乎是凝视的方式看地球,所以它可以连续观测。这两类卫星我们目前是组合起来使用。

  风云卫星是目前世界上在轨数量最多、种类最全的气象卫星星座,在应对防范气象灾害及其衍生灾害、生态环境遥感监测、森林草原火灾监测预警、土地利用遥感监测和粮食产量监测预报等方面发挥了巨大作用。

  国家卫星气象中心主任风云气象卫星工程总设计师杨军:我们天上有 7 颗卫星,高低轨组合,这个全世界的话只有我们和欧洲、美国是这样一种能力。第二个就是我们的技术水平和能力这方面也达到了国际的先进水平,甚至有一些我们还有自己的优势和特点,比如说像风云四号大气垂直探测器,是国际上第一个放到气象卫星上的,就属于比较领先了。所以现在的话,我们进入了一个从跟跑到并跑到现在局部有所领先的这么一个过程。

  据了解,到 2025 年,我国将继续发展第二代风云卫星星座,计划发射 7 颗卫星;2025 年到 2035 年,我国将完善第二代并同步发展第三代风云卫星综合观测体系,计划发射 14 颗卫星。届时,我国风云卫星观测体系将更加完善,气象观测时效和精度将进一步提升。

  气象灾害监测预警的最主要手段

  精密的卫星观测是提高气象预报准确率和气象灾害预警时效的关键。目前,风云卫星已成为我国气象灾害监测预警的最主要手段。

  风云卫星上携带了多光谱可见光红外扫描辐射仪、大气垂直探测仪、闪电成像仪等科学设备,最多的一颗卫星上搭载的观测设备超过十余种,为天气预报提供三维大气变化等数据信息。

  自从有了风云气象卫星,我国台风、暴雨等气象灾害的监测预警能力大幅提升。风云四号对台风、暴雨等灾害性天气的监测识别时效从 15 分钟提高到 5 分钟,天气晴雨预报准确率提高到 89%,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以来至今年 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,我国 24 小时台风路径预报误差从 95 公里缩小到 71 公里,达到世界先进水平,因台风带来的损失大大降低。

  在探索中起步从无到有从弱到强

  风云卫星是我国乃至全球气象观测和预报的利器。从 1970 年开始,我国风云卫星在探索中起步,经历了从无到有、从弱到强,整个发展过程历经坎坷。

  1970 年,我国开始独立自主研制风云卫星。1988 年 9 月 7 日,我国发射风云一号A极轨气象卫星,获取了清晰的遥感图像,但是,这颗卫星只在轨运行了 39 天。此后的几颗风云卫星也接连失利,风云一号B星在轨运行了 165 天,风云二号 01 星在测试厂房发生重大事故,风云二号A星和B星分别在轨运行了仅 8 个月和 10 个月。

  国家卫星气象中心主任风云气象卫星工程总设计师杨军:卫星上去了之后工作不长,寿命问题。因为它会有非常强的空间环境的辐射问题,会受到像高能粒子,它会轰击星上的这些元器件,会让电路失效等等。早期的话我们是一个学习探索的过程,非常痛苦地反复试验,在失败中不断总结经验,如果这些问题你不把它解决就永远成为卡脖子的地方。

  在困难和挫折面前,气象人和航天人没有动摇,顶住压力、锲而不舍、攻克难关,最终解决了影响卫星长寿命运行的技术问题。1999 年和 2002 年,我国成功发射了风云一号C星和D星,卫星在轨运行寿命达到 6 年 5 个月和 10 年,大大超过设计寿命。2004 至 2008 年,我国又成功发射了风云二号C、D、E星,在轨运行寿命达到 8 至 10 年。

  从 2008 年开始,我国成功发射风云三号系列卫星,实现了极轨气象卫星升级换代,卫星载荷数量从风云一号的 1 个增加到 11 个,全球观测频次从每 12 小时一次提高到每 6 小时一次,实现了高时效的全球观测和高精度的大气垂直观测,我国气象卫星技术迈入世界先进行列。2016 年,我国成功发射风云四号A星,实现了静止气象卫星的更新换代,最高分辨率从 1.25 公里提高到 500 米,在全球首次实现静止轨道大气高光谱垂直探测,我国首次实现天基闪电监测和空间天气多要素监测,综合探测水平达到国际领先。

  中国工程院院士许健民:我们依靠自己的力量把气象卫星推到现在这个水平,是非常非常的不容易。我们天上卫星仪器和地面系统都依靠自己的力量做,都不是从外面买来的。那么现在我们的观测水平跟最发达的国家比在差不多水平上,我们还有一些项目,像风云四号垂直探测仪这个是我们第一个做的,以后希望这种点更加多,逐步逐步铺到面上去,提高天气预报准确率,这是我们的目标。

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