風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星有什么功能
風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星有什么功能
12月11日零時(shí)11分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射風(fēng)云四號衛(wèi)星。而風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星又有哪些功能呢?發(fā)射的意義作用是什么呢?下面是學(xué)習(xí)啦小編精心為你們整理的關(guān)于風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星有什么功能的相關(guān)內(nèi)容，希望你們會喜歡!
風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星的功能
觀測能力是現(xiàn)有系統(tǒng)的上千倍
根據(jù)航天科技集團(tuán)八院風(fēng)云四號衛(wèi)星工程總師李卿的說法，風(fēng)云四號是我國首顆靜止軌道上三軸穩(wěn)定的定量遙感衛(wèi)星，搭載了多通道掃描成像輻射計(jì)、干涉式大氣垂直探測儀、閃電成像儀和空間天氣監(jiān)測儀等4種探測器，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)重大技術(shù)突破。
將四大類載荷安裝在同一個(gè)衛(wèi)星平臺上，就是其中的一個(gè)突破。中國氣象局副局長、風(fēng)云四號衛(wèi)星工程總指揮于新文說，這是一個(gè)世界性難題的突破，解決了多個(gè)儀器同時(shí)工作所產(chǎn)生的相互干擾問題。
他說，相較于其他國際先進(jìn)水平靜止氣象衛(wèi)星將成像儀器和探測儀器分置于兩顆衛(wèi)星的普遍做法，風(fēng)云四號的這種設(shè)計(jì)大大節(jié)省了研制成本，更重要的是，在世界上首次實(shí)現(xiàn)對大氣的多手段綜合觀測。
具體來看，與目前業(yè)務(wù)運(yùn)行的風(fēng)云二號衛(wèi)星相比，風(fēng)云四號配備的掃描成像輻射計(jì)通道數(shù)量增加了2.8倍，達(dá)到14個(gè)。其觀測時(shí)間分辨率提高1倍，可每15分鐘對東半球掃描一次，最快可以每1分鐘生成一次區(qū)域觀測圖像。最高空間分辨率較之前提高了6倍，達(dá)到500米。
李卿說，這些新能力，將讓風(fēng)云四號以全新的方式來揭示臺風(fēng)、暴雨、洪澇、森林火災(zāi)、沙塵暴和空間天氣的變化規(guī)律。
風(fēng)云四號還搭載了世界首個(gè)靜止軌道干涉式大氣垂直探測儀，其在垂直光譜探測通道達(dá)到1700個(gè)，可方向上對大氣結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高精度定量探測，相當(dāng)于對大氣進(jìn)行CT掃描。
這也是國際上靜止軌道氣象衛(wèi)星的首次裝載，將首次實(shí)現(xiàn)靜止軌道大氣高精度溫度、濕度廓線探測，獲取的高光譜大氣數(shù)據(jù)，可進(jìn)一步提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。
根據(jù)中國氣象局的說法，風(fēng)云四號的觀測能力是現(xiàn)有觀測系統(tǒng)的上千倍，將極大提高天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和精細(xì)化水平。
接下來是閃電成像儀。風(fēng)云四號的成功發(fā)射，是我國自主研制閃電成像儀的首次在軌應(yīng)用，填補(bǔ)國內(nèi)空白。1秒鐘可以拍攝500張閃電圖，探測區(qū)域范圍內(nèi)的閃電頻次和強(qiáng)度，這可以用來實(shí)現(xiàn)對強(qiáng)對流天氣的監(jiān)測與跟蹤，提供閃電災(zāi)害預(yù)警，也是國內(nèi)首次應(yīng)用。
能感知3.6萬公里外湖水溫度的變化
放眼全球，國際上新一代靜止氣象衛(wèi)星已呈現(xiàn)出競相發(fā)展的態(tài)勢。日本和美國分別在今年11月2日和11月19日發(fā)射同類氣象衛(wèi)星。歐盟、俄羅斯、韓國、印度也計(jì)劃于2017～2018年前后發(fā)射新一代靜止氣象衛(wèi)星。
風(fēng)云四號地面應(yīng)用系統(tǒng)總師張志清說，風(fēng)云四號衛(wèi)星與日本、美國2016年最新發(fā)射的葵花九號衛(wèi)星、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。
氣象衛(wèi)星又被叫做定量遙感衛(wèi)星，除了獲取云圖，還有一個(gè)重要的功能就是獲取準(zhǔn)確的、定量化的大氣和地表觀測信息，為后續(xù)的應(yīng)用提供服務(wù)。
張志清說，針對越來越高的定量遙感需求，風(fēng)云四號裝載的多通道掃描成像輻射計(jì)、干涉式大氣垂直探測儀和閃電成像儀，在性能上比之前的衛(wèi)星有大幅的提升。
張志清舉了一個(gè)例子，青海湖的溫度是20℃，風(fēng)云四號衛(wèi)星可以做到對其溫度的測量誤差小于1℃，同時(shí)，當(dāng)湖水溫度變化0.1℃時(shí)，衛(wèi)星就能夠準(zhǔn)確感知出來。
此外，風(fēng)云四號還可以通過不同光譜通道的觀測，對全國植被覆蓋、糧食畝產(chǎn)等作出預(yù)估。在氣象學(xué)家看來，其經(jīng)濟(jì)、社會效益空前。
不過天氣預(yù)報(bào)是一件極其復(fù)雜的工作，除了溫度，還包含濕度、壓強(qiáng)、風(fēng)等指標(biāo)，涉及溫濕度、導(dǎo)風(fēng)、閃電、輻射、云和氣溶膠、大氣成分等數(shù)十個(gè)種類衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用。
張志清說，風(fēng)云四號衛(wèi)星正式投入業(yè)務(wù)運(yùn)行后，將提供包括云、輻射、溫濕度、大氣、導(dǎo)風(fēng)、閃電等34種數(shù)據(jù)產(chǎn)品。
革命性的跨越：提高天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的重器
事實(shí)上，在風(fēng)云四號之前，我國已成功發(fā)射了14顆氣象衛(wèi)星，其中7顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行，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。
國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅(jiān)表示，極軌氣象衛(wèi)星已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了升級換代和上、下午星組網(wǎng)觀測，如今，風(fēng)云四號衛(wèi)星的成功發(fā)射使靜止軌道氣象衛(wèi)星也實(shí)現(xiàn)了升級換代，并形成了“多星在軌、統(tǒng)籌運(yùn)行、互為備份、適時(shí)加密”的業(yè)務(wù)格局。
在茫茫太空中，氣象衛(wèi)星就是洞察風(fēng)云變幻的銳利“眼睛”。張志清說，氣象衛(wèi)星主要是通過衛(wèi)星裝載的各種探測儀器獲得不同的衛(wèi)星氣象云圖，然后通過云圖反演出其他變量，并應(yīng)用到天氣預(yù)報(bào)模式中，再根據(jù)方程的運(yùn)算得到未來的天氣。
氣象衛(wèi)星云圖可分為太陽同步軌道氣象衛(wèi)星云圖和地球靜止軌道氣象衛(wèi)星云圖。不過，能用自己研制的衛(wèi)星拍攝這兩種云圖的國家和地區(qū)，美歐之外，就只有中國了。
根據(jù)趙堅(jiān)的說法，風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星中的風(fēng)云一號衛(wèi)星和風(fēng)云三號衛(wèi)星分別是我國第一代和第二代太陽同步軌道氣象衛(wèi)星，距地面高度大約500公里至1000公里，其拍攝的云圖就是太陽同步軌道氣象衛(wèi)星云圖。
而風(fēng)云二號衛(wèi)星和剛剛發(fā)射的風(fēng)云四號衛(wèi)星則分別是我國第一代和第二代對地靜止軌道氣象衛(wèi)星，距地面約3.6萬公里，其拍攝的衛(wèi)星云圖是地球靜止軌道氣象衛(wèi)星云圖。
靜止衛(wèi)星與極軌衛(wèi)星，一個(gè)相對于地球保持靜止，一個(gè)則繞著地球轉(zhuǎn)動。如風(fēng)云二號衛(wèi)星和風(fēng)云三號衛(wèi)星對我國天氣的觀測好比一個(gè)定點(diǎn)站崗警察和一個(gè)流動巡邏警察。
目前，人們看到中央電視臺天氣預(yù)報(bào)的衛(wèi)星云圖，基本上來自在軌運(yùn)行的風(fēng)云二號E、F、G三顆星。張志清說，風(fēng)云四號衛(wèi)星正式投入業(yè)務(wù)運(yùn)行后，將逐步接替風(fēng)云二號衛(wèi)星提供更加及時(shí)和高精度的觀測數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。
中央氣象臺首席預(yù)報(bào)員、風(fēng)云四號衛(wèi)星應(yīng)用首席專家許映龍說，成像和垂直觀測相結(jié)合，就好比醫(yī)生不僅有了X光片，同時(shí)還有了CT片，獲得了不同層次的切片數(shù)據(jù)，對于病情的判斷就更加準(zhǔn)確了。
他說，這是一個(gè)革命性的跨越，“可以說，風(fēng)云四號衛(wèi)星是提高天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的重器”。
根據(jù)官方的說法，隨著風(fēng)云衛(wèi)星的發(fā)展，我國當(dāng)前天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率從上世紀(jì)70年代的約50%，提高到了現(xiàn)在的90%。而風(fēng)云四號的成功發(fā)射，將進(jìn)一步提高這一準(zhǔn)確率。
風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星發(fā)射的意義作用
風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星西昌發(fā)射成功 將大幅提高天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率
未來的天氣預(yù)報(bào)
有了衛(wèi)星重器，我國天氣預(yù)報(bào)的水平究竟能提高多少，與國際發(fā)達(dá)國家相比又將如何?
這個(gè)問題并不難回答。事實(shí)上，現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)包括5個(gè)環(huán)節(jié)：氣象觀測、數(shù)據(jù)收集、綜合分析、預(yù)報(bào)會商、預(yù)報(bào)產(chǎn)品發(fā)布。
這其中，氣象觀測又分為地基觀測、空基觀測和天基觀測三大類。而氣象衛(wèi)星，只是其中的天基觀測一環(huán)。在專家看來，氣象衛(wèi)星觀測能力的提升，將會帶來天氣預(yù)報(bào)能力的提升，不過至于能提升多少，以及能否和歐美比肩，則還要進(jìn)行綜合考量。
畢竟，真正引領(lǐng)天氣預(yù)報(bào)技術(shù)走向現(xiàn)代化的是數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的誕生。而所謂數(shù)值預(yù)報(bào)，就是使用大氣運(yùn)動方程建立的數(shù)值模式，按時(shí)間順序計(jì)算不同高度全球各處氣象要素的值。
遺憾的是，按照中國工程院院士丁一匯的說法，中國的數(shù)值預(yù)報(bào)與歐洲中心、美國等相比，起步要晚，先天條件處于弱勢。
數(shù)值模式涉及大量微分方程，計(jì)算量巨大，一般使用超級計(jì)算機(jī)完成。這方面，中國正在迎頭趕上，前不久，中國科學(xué)家獲2016年度的高性能計(jì)算應(yīng)用最高獎(jiǎng)“戈登·貝爾”獎(jiǎng)，就是在這方面所作的努力。
計(jì)算機(jī)并不能完全取代人，數(shù)據(jù)收集、綜合分析之后，還需要預(yù)報(bào)會商，這時(shí)，預(yù)報(bào)員就要發(fā)表意見、綜合分析，對未來天氣的發(fā)展變化作出最終的預(yù)報(bào)結(jié)論。在這方面，中國盡管有一些優(yōu)秀的預(yù)報(bào)員，但相比發(fā)達(dá)國家，仍比較缺乏。
想更準(zhǔn)確地“猜”到老天的心思，并不容易。道阻且長，今天的風(fēng)云四號是一個(gè)新的開端，未來我們拭目以待。
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