6月3日00時(shí)17分，我國(guó)第二代靜止軌道氣象衛(wèi)星的首顆業(yè)務(wù)衛(wèi)星——風(fēng)云四號(hào)B星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。此次B星的成功發(fā)射使我國(guó)風(fēng)云四號(hào)A星、B星成功實(shí)現(xiàn)雙星在軌、東西布局的業(yè)務(wù)模式，確保我國(guó)靜止軌道氣象衛(wèi)星觀測(cè)業(yè)務(wù)的連續(xù)、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

到底什么是靜止軌道氣象衛(wèi)星？我國(guó)靜止軌道氣象衛(wèi)星是如何發(fā)展的？靜止軌道氣象衛(wèi)星在我們的生活中又起著何種作用？本文帶你一探究竟。

6月3日0時(shí)17分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射風(fēng)云四號(hào)B星，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道。

什么是靜止軌道氣象衛(wèi)星？

中國(guó)航天科技集團(tuán)八院風(fēng)云四號(hào)總設(shè)計(jì)師董瑤海介紹，按照運(yùn)行軌道劃分，氣象衛(wèi)星可分為繞地球兩極運(yùn)轉(zhuǎn)的極軌氣象衛(wèi)星和相對(duì)地球不動(dòng)的靜止軌道氣象衛(wèi)星兩大系列。一般來(lái)說(shuō)，靜止軌道氣象衛(wèi)星在地球赤道上空約3.58萬(wàn)公里，相對(duì)地球靜止，可觀測(cè)地球表面1/3的固定區(qū)域并對(duì)同一目標(biāo)地區(qū)進(jìn)行持續(xù)不斷的氣象觀測(cè)。

“我國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)同時(shí)擁有極軌和靜止軌道氣象衛(wèi)星的國(guó)家。”董瑤海介紹說(shuō)，經(jīng)過(guò)50余年的發(fā)展，我國(guó)已成功發(fā)射風(fēng)云一號(hào)、風(fēng)云二號(hào)、風(fēng)云三號(hào)以及風(fēng)云四號(hào)兩代四型共18顆風(fēng)云氣象衛(wèi)星。其中，風(fēng)云一號(hào)和風(fēng)云三號(hào)屬于極軌氣象衛(wèi)星，可以獲取全球觀測(cè)數(shù)據(jù)，是實(shí)施全球監(jiān)測(cè)的“巡邏兵”；風(fēng)云二號(hào)和風(fēng)云四號(hào)屬于地球靜止軌道氣象衛(wèi)星，相對(duì)地球靜止不動(dòng)，可以獲取我國(guó)所在區(qū)域的連續(xù)動(dòng)態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)，是堅(jiān)守崗位的“哨兵”。

靜止軌道氣象衛(wèi)星在生活中到底起著何種作用？

天氣變化影響著人們穿衣、出行，乃至生活的方方面面，而為準(zhǔn)確預(yù)報(bào)天氣以及監(jiān)測(cè)天氣的發(fā)展和影響提供支撐是我國(guó)靜止軌道氣象衛(wèi)星眾多基本功之一。

2021年4月14日，第2號(hào)臺(tái)風(fēng)“舒力基”在菲律賓以東洋面生成，根據(jù)風(fēng)云四號(hào)靜止氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)顯示：“舒力基”眼區(qū)已填塞，整體呈現(xiàn)非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，預(yù)計(jì)“舒力基”向東北方向移動(dòng)，強(qiáng)度緩慢減弱，對(duì)我國(guó)海區(qū)的影響基本結(jié)束；受近10年來(lái)中國(guó)最強(qiáng)沙塵天氣突襲影響，2021年3月，中國(guó)北方多個(gè)城市空氣質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重污染，風(fēng)云四號(hào)靜止氣象衛(wèi)星在3.6萬(wàn)公里的高空以“火眼”監(jiān)測(cè)沙塵天氣，幫助氣象部門順利分析出沙塵天氣的后續(xù)影響范圍，并為廣大市民作出天氣預(yù)警；2020年3月30日，四川涼山西昌突發(fā)森林大火，危及西昌市區(qū)，利用風(fēng)云四號(hào)等多源衛(wèi)星資料，我國(guó)順利對(duì)森林火災(zāi)開(kāi)展監(jiān)測(cè)評(píng)估工作；2020年7月，受持續(xù)強(qiáng)降水和上游來(lái)水共同影響，南方多地發(fā)生洪澇災(zāi)害，造成3000多萬(wàn)人受災(zāi)，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到600多億，通過(guò)靜止軌道氣象衛(wèi)星等影像監(jiān)測(cè)資料，我國(guó)對(duì)洞庭湖等水體面積開(kāi)展實(shí)時(shí)分析監(jiān)測(cè)……

風(fēng)云四號(hào)B星效果圖

中國(guó)航天科技集團(tuán)八院風(fēng)云四號(hào)總指揮陳文強(qiáng)表示，憑借最新搭載的快速成像儀，風(fēng)云四號(hào)B星可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)百萬(wàn)平方公里區(qū)域1分鐘/次的成像，對(duì)中小尺度的天氣系統(tǒng)具備更強(qiáng)的監(jiān)測(cè)能力。針對(duì)臺(tái)風(fēng)、暴雨、強(qiáng)對(duì)流、大霧、沙塵、霾等災(zāi)害性和高影響天氣，風(fēng)云四號(hào)雙星在軌聯(lián)合觀測(cè)，結(jié)合極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云三號(hào)系列，可提供更加及時(shí)、準(zhǔn)確的觀測(cè)數(shù)據(jù)，為保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全不斷貢獻(xiàn)“風(fēng)云力量”。

我國(guó)靜止軌道氣象衛(wèi)星是如何發(fā)展的？

陳文強(qiáng)介紹，作為我國(guó)首個(gè)研制并投入使用的靜止軌道氣象衛(wèi)星系列，風(fēng)云二號(hào)氣象衛(wèi)星于1986年啟動(dòng)研制。隨著1997年、2000年風(fēng)云二號(hào)A星、B星先后成功發(fā)射，積累了大量地面研制和在軌試驗(yàn)數(shù)據(jù)。2004年風(fēng)云二號(hào)C星成功發(fā)射，成為當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的業(yè)務(wù)應(yīng)用衛(wèi)星，被列為全球氣象衛(wèi)星觀測(cè)網(wǎng)的重要業(yè)務(wù)衛(wèi)星之一。從2006年到2018年，我國(guó)又先后發(fā)射5顆風(fēng)云二號(hào)系列衛(wèi)星，挑起了國(guó)家重大活動(dòng)氣象保障的重?fù)?dān)。

2016年12月11日，被稱為中國(guó)氣象衛(wèi)星界“實(shí)力擔(dān)當(dāng)”的第二代靜止軌道氣象衛(wèi)星——風(fēng)云四號(hào)A星成功發(fā)射。風(fēng)云四號(hào)A星對(duì)地綜合觀測(cè)能力全球領(lǐng)先，是國(guó)際上首顆單星實(shí)現(xiàn)對(duì)地“多光譜二維成像 高光譜三維探測(cè) 超窄帶閃電成像”綜合觀測(cè)的靜止軌道氣象衛(wèi)星。A星的成功發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)靜止氣象衛(wèi)星從風(fēng)云二號(hào)到風(fēng)云四號(hào)的更新?lián)Q代，使我國(guó)氣象衛(wèi)星技術(shù)實(shí)現(xiàn)從跟跑、并跑轉(zhuǎn)向并跑、局部領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變。

2021年6月3日，風(fēng)云四號(hào)B星發(fā)射成功。在繼承A星基礎(chǔ)上，B星提升原有載荷性能，同時(shí)新增快速成像儀，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)靜止軌道250m空間分辨率全天時(shí)觀測(cè)，通過(guò)長(zhǎng)線列探測(cè)器和二維靈活掃描成像，實(shí)現(xiàn)更高分辨率、更靈活快速地對(duì)地特定區(qū)域掃描成像，大幅提高了我國(guó)對(duì)一些尺度較小、持續(xù)時(shí)間較短的短臨天氣現(xiàn)象的觀測(cè)能力。

放眼全球，風(fēng)云四號(hào)實(shí)力如何？

近年來(lái)全球靜止氣象衛(wèi)星觀測(cè)能力已逐漸不能滿足日益增長(zhǎng)的觀測(cè)需求，我國(guó)與美、歐、日、韓等爭(zhēng)先發(fā)展靜止軌道氣象衛(wèi)星，中、美、歐更是同步開(kāi)展新一代的靜止軌道氣象衛(wèi)星的研發(fā)工作。

其中，美國(guó)GOES-R系列和中國(guó)風(fēng)云四號(hào)系列均已在2016年底同期發(fā)射，而歐洲的MTG系列目前仍在研制過(guò)程中。采用三軸穩(wěn)定控制方式，新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星具有靈活觀測(cè)的能力，可極大增強(qiáng)對(duì)中小尺度和災(zāi)害性天氣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)能力。

作為美國(guó)最新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星，GOES-R系列共由4顆衛(wèi)星組成，并被NOAA(美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局)稱之為“迄今科學(xué)能力最強(qiáng)的氣象衛(wèi)星”。衛(wèi)星裝載的有效載荷包括先進(jìn)基線成像儀(ABI)、閃電成像儀(GLM)以及空間環(huán)境探測(cè)儀器，但由于研制費(fèi)用、研制難度等原因，GOES-R系列沒(méi)有發(fā)展基于邁克爾遜干涉原理的高光譜三維探測(cè)功能。2016年11月19日，首顆星GOES-16發(fā)射升空，衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命為15年，包括10年在軌運(yùn)行和5年在軌存儲(chǔ)。

目前，歐洲正在發(fā)展被歐空局稱之為“迄今為止最大型最復(fù)雜的航天項(xiàng)目之一”的新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星MTG系列。該系列由MTG-I(成像衛(wèi)星)和MTGS(探測(cè)衛(wèi)星)兩類衛(wèi)星組成，共規(guī)劃了6顆衛(wèi)星。MTG-I成像衛(wèi)星載荷包括靈活成像儀(FCI)、閃電成像儀(LI)，首顆星預(yù)計(jì)于2022年發(fā)射；MTG-S探測(cè)衛(wèi)星載荷包括紅外探測(cè)儀(IRS)和紫外可見(jiàn)光近紅外探測(cè)儀(UVN)，首顆星預(yù)計(jì)于2024年發(fā)射。

歷經(jīng)10余年預(yù)研和7年工程研制，由中國(guó)航天科技集團(tuán)八院抓總研制的風(fēng)云四號(hào)A星于2016年12月11日發(fā)射入軌。投入運(yùn)行以來(lái)，使我國(guó)對(duì)臺(tái)風(fēng)、暴雨等災(zāi)害天氣監(jiān)測(cè)識(shí)別時(shí)效從15分鐘提高到5分鐘，暴雨預(yù)警準(zhǔn)確率提高到89%，顯著提高了臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)精度，極大減少了國(guó)家經(jīng)濟(jì)損失，保障了人民生命安全。衛(wèi)星觀測(cè)范圍覆蓋亞太、印度洋及一帶一路沿線國(guó)家和地區(qū)，數(shù)據(jù)服務(wù)全國(guó)和全球用戶，被世界氣象組織納入全球?qū)Φ赜^測(cè)衛(wèi)星序列，國(guó)際影響重大。B星的加入，將進(jìn)一步提升觀測(cè)時(shí)空分辨率，尤其是新增的快速成像儀可實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)風(fēng)暴雨等中尺度災(zāi)害性天氣的連續(xù)靈活觀測(cè)。