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6月3日0时17分,风云四号B星(以下简称B星)搭乘长征三号乙运载火箭,在西昌卫星发射中心成功发射。作为中国第二代静止轨道气象卫星的首颗业务卫星,由中国航天科技集团八院抓总研制。

▲ 长三乙火箭飞向太空(郑恩红 摄)图源:中国航天科技集团

放眼全球 中国造“星”

我国气象卫星的发展开始于20世纪60年代末70年代初,目前我国的极轨气象卫星和静止气象卫星已经进入业务化,包含有风云一号、三号极轨卫星和风云二号、四号静止卫星。气象卫星家族日益壮大,形成极轨卫星“上、下午星业务组网观测”、静止卫星“多星在轨、统筹运行、互为备份、适时加密”的业务运行模式。

近年来,全球静止气象卫星的观测能力已逐渐不能满足各国日益增长的观测需求,中国与美、欧、日、韩等争先发展静止轨道气象卫星,中、美、欧更是同步开展新一代静止轨道气象卫星的研发工作。放眼全球,中国造“星”实力如何?

中、美同期发射, 欧洲还在研制

中国航天科技集团八院风云四号卫星总设计师董瑶海介绍,美国GOES-R系列和中国风云四号系列均已在2016年底同期发射,而欧洲的MTG系列目前仍在研制过程中。

作为美国最新一代静止轨道气象卫星,GOES-R系列共由4颗卫星组成,卫星装载的有效载荷包括先进基线成像仪(ABI)、闪电成像仪(GLM)以及空间环境探测仪器。但由于研制费用、研制难度等原因,GOES-R系列没有发展基于迈克尔逊干涉原理的高光谱三维探测功能。2016年11月19日,美国GOES-R系列的首颗星GOES-16发射升空,卫星设计寿命为15年,包括10年在轨运行和5年在轨存储。

欧洲新一代静止轨道气象卫星MTG系列由MTG-I(成像卫星)和MTG-S(探测卫星)两类卫星组成,共规划了6颗卫星。MTG-I成像卫星载荷包括灵活成像仪(FCI)、闪电成像仪(LI),首颗星预计于2022年发射;MTG-S探测卫星载荷包括红外探测仪(IRS)和紫外可见光近红外探测仪(UVN),首颗星预计于2024年发射。

”双星组网,一带一路“

风云气象卫星工程总指挥,中国气象局党组成员、副局长于新文说:“B星充分继承A星技术状态,并进一步丰富功能、提升性能。双星组网将进一步满足我国及‘一带一路’沿线国家和地区气象监测预报、应急防灾减灾等服务需求。”

▲B星考核寿命由A星的5年提升至7年

与A星相比,B星静止轨道辐射成像仪增加水汽探测通道,并对部分通道光谱进行调整,提高了精细化观测水平;对静止轨道干涉式红外探测仪设计方案进行了优化,空间分辨率进一步提升,能提供更加精确的高光谱大气辐射和温湿度廓线等产品;新增快速成像仪,具备区域范围内最高250米空间分辨率快速成像能力,对台风、暴雨和中尺度灾害性天气的监测更加连续、灵活、精细;新增Ka数传通道,数据下传能力进一步提高。

风云系列气象卫星

▲风云四号卫星云图(2020年6月13日11:00-12:55)图源:中国气象局
十四五时期,”七星”待发,”风云”再起。我国计划在“十四五”期间发射7颗风云系列卫星。
到2020年以来,我国成功发射17颗风云系列气象卫星,其中有9颗从西昌飞向太空,本次发射的是第10颗,也取得了十战十捷零失误的战绩。
目前在轨运行7颗风云系列卫星,分别是3颗风云二号F,G,H星(静止),3颗风云三号B,C,D星(极轨),1颗风云四号A星(静止),我国气象卫星在轨布局图如图。本次任务发射的是风云四号B星,其为风云四号A星的姊妹星。

▲图源:中国气象局
风云四号B星与风云三号E星示意图

▲图源:中国气象局
西昌发射场 风云系列卫星发射列表

静止轨道气象卫星如何服务我们的生活?

天气变化影响着人们穿衣、出行,乃至生活的方方面面,而为准确预报天气以及监测天气的发展和影响提供支撑,是我国静止轨道气象卫星众多基本功之一。

中国航天科技集团八院风云四号总指挥陈文强举例:2021年4月14日,第2号台风“舒力基”在菲律宾以东洋面生成,根据风云四号静止气象卫星A星监测显示:“舒力基”眼区已填塞,整体呈现非对称结构,预计“舒力基”向东北方向移动,强度缓慢减弱,对我国海区的影响基本结束;受近10年来中国最强沙尘天气突袭影响,2021年3月,中国北方多个城市空气质量出现严重污染,风云四号静止气象卫星在3.6万公里的高空以“火眼”监测沙尘天气,帮助气象部门顺利分析出沙尘天气的后续影响范围,并为广大市民作出天气预警。

▲卫星研制图 图源:中国航天科技集团八院

此外,2020年3月30日,四川凉山西昌突发森林大火,危及西昌市区,利用风云四号等多源卫星资料,我国顺利对森林火灾开展监测评估工作;2020年7月,受持续强降水和上游来水共同影响,南方多地发生洪涝灾害,造成3000多万人受灾,直接经济损失达到600多亿,通过静止轨道气象卫星等影像监测资料,我国对洞庭湖等水体面积开展实时分析监测。

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