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我国气象卫星误差小于70公里,早已赶超欧美!为啥还要研 ...
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我国气象卫星误差小于70公里,早已赶超欧美!为啥还要研发新的?
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发表于 2024-9-2 08:00:33
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新卫星启动研制
我国要开始
研制新的风云卫星
了。
作为我国气象卫星的
“扛把子”选手
,风云系列气象卫星,相信很多人都有所了解。
截止到目前,风云卫星的发展已经走过了
近40年的发展历程
。而新的卫星的研制,将是这一系列卫星再添新成员。
根据公开的消息显示,新的卫星属于风云四号03批。
该系列卫星,将包括D、E、F三颗卫星
,未来主要应用在人工影响天气、短时临近天气预报以及数值天气预报等领域。
相比于上一批的卫星,新卫星的
观测精度和定量化应用
,都将得到增强。
目前来看,风云四号系列卫星,再发射至少两颗,就能形成新的预报网络体系。在未来气象业务的拓展预报领域,将能更满足需求。
风云四号系列卫星,属于第二代静止轨道气象卫星,最早的A星已经达到了设计使用寿命,其余的卫星有的在轨运行,有的正在按照预定计划准备发射。
不知不觉间,我国的静止轨道气象卫星,从研发到应用,已走过了20多年的时间。如果将极轨气象卫星也算入的话,我国风云气象卫星的发展,
已经历
30多年
的风风雨雨了
。
下面我们就来看看,气象卫星的发展经历了哪些阶段。
极轨气象卫星的发展
世界上第一颗气象卫星,是美国在1960年发射的泰罗斯-1号。
这标志着人类在气象分析预报、数值天气预报等领域迈出了第一步。
我国气象卫星的发展,则是从1988年开始的。当年9月,
我国第一颗气象卫星发射升空,它有一个响当当的名字——风云。
也就是从那时候开始,风云卫星这个名字,伴随着天气预报逐步走进了千家万户。
第一颗卫星风云一号,其成像能力的技术是全面的但未能具体展开应用。因为
水汽对卫星探测器件的污染,最终使得卫星不能获取红外图像。
1990年9月,我国又发射了
风云一号B卫星,顺利解决了红外图像的问题。
这两颗卫星属于我国在极轨气象卫星领域的探索阶段,所以两颗星都没有达到设计要求,在三轴稳定姿控等方面,都还存在问题。
随后在1999年5月,
风云一号C卫星
发射升空,经过改进后的C星设计和
使用寿命都得到了延长
,卫星上的探测通道,相比于之前的卫星,也从5个增加到了10个。
接着在2002年5月,风云一号D卫星发射,
它的设计使用寿命超过了6年
。
随着技术的成熟并伴随着应用的展开,新发射的两颗卫星,在第一代气象卫星发展中,就成为了监测和预报的生力军。
我国第二代极轨气象卫星的发展,是从2008年发射升空的风云三号A星开始的。相对于此前的第一代卫星,
二代卫星的技术得以大大提升
。
卫星具有探索大气的
三维要素和参数能力
,全球资料的获取也进一步提高。全球、全天候、三维、定量、多光谱的大气、地表以及海表特性参数,卫星都能一一获取。
到2010年12月,风云三号B星发射升空,它和A星组网运行,构成了上午星和下午星,可以并网一起观测。
两颗卫星一共携带有11套仪器设备,其中的遥感仪器,能够在可见光、红外、紫外、微波等
多个谱段展开工作
。
在这个基础上,我国又研发出了风云三号02批卫星,它们一共有5颗卫星构成,设计寿命为5年,
可以持续发展10年左右
。
以上,便是我国极轨气象卫星的发展历程。
静止轨道气象卫星的发展
有人通过气象卫星的编号已经看出来了,似乎没有风云二号卫星。其实并非没有,而是
二号这个序列
,被分配给了
静止轨道气象卫星
。
风云二号,是我国第一颗静止轨道气象卫星,它于1986年列入国家计划,到1997年6月正式发射升空。第一颗卫星由于消旋天线的故障,所以没有达到设计寿命。此后在2000年发射的风云二号B星,也没有达到设计寿命。
以上两颗卫星可看作是静止轨道气象卫星中的试验星。在此后的2004年到2012年期间,我国又先后发射了
4颗业务应用卫星。
相比于前两颗卫星,后面发射的一系列卫星,
可见光
和红外自旋扫描辐射仪探测通道由3个增加到了5个,
数据的量化等级增加了。
而此后的风云四号系列卫星,是从2015年左右开始发射的。由于各项参数进一步提升,卫星对暴雨、强对流天气的
监测能力进一步提升了
。
如今,风云四号03批卫星又提上了研发历程,未来该系列卫星在技术和应用上还将继续升级。
综合来看,从上世纪80年代第一颗风云卫星成功发射,我国30多年的时间里,一共发射了极轨和静止轨道两大类气象卫星,
型号一共有四种,卫星的总数为20颗。截止到2023年4月,还有8颗卫星正在使用中。
风云一号和三号
系列,即极轨气象卫星,都属于
低轨卫星
。
二号和四号
系列卫星属于
静止轨道卫星
,相对于地面能够始终静止。
发展历程可谓波澜壮阔,但是中间的波折,也只有技术人员能真正知道。
从39天到6年
2001年的时候,
美国人
好像刻意来看我们笑话来了,他们提出可以
卖给我们一颗气象卫星
,价格绝对优惠。
美国人之所以如此,是因为我们的卫星,此前一度达不到设计使用要求。比如第一颗风云一号A星,
它实际运行的时间只有39天
。后来的几颗极轨气象卫星,
实际的运行时间和设计寿命都脱节了。
甚至于在上世纪90年代的研发中,还出现过几次失败的情况。所以在这种情况下,
美国人似乎认定中国的气象卫星发展不起来。
整个90年代,国内气象卫星的发展经历诸多波折的,在科研人员看来,由于此前一穷二白的背景,在卫星研发中对于环境、卫星的长寿命以及高性能认知都还不充分。
直到1999年以后,我国的气象卫星才真正进入了长寿命业务化的发展阶段
。与此同时,我国也始终坚信,卫星的研制必须得自力更生。
而要想实现卫星的自主与可控,则需要持续投入长期坚持,只有不断经过磨练和探索,最终才能掌握核心的技术。
时至今日,
风云四号G星的设计寿命已经为6年
,目标在轨不间断工作的时长为
5.3万个小时。
更准确的气象预报未来更需要
数千年来,人类都试图掌握对天气的跟踪和了解,一直到了
20世纪
,相对精准的预报,才通过气象卫星得以实现。
以台风为例,由于我国东南毗邻太平洋,沿海地区每年都会遭受台风的侵扰。没有气象卫星预报之前,台风什么时候来人们都不知道,对人员和财产安全构成了严重威胁。
而随着风云气象卫星的升空,
台风的监测已经形成了一个完整的体系,
对每年台风的预报监测,也成为气象卫星的主要工作。
目前,在轨卫星已经能做到高低轨道协同,立体化的监测体系,可以让台风24小时以内的预报路径
小于70公里
,这一预报水平已经和欧美的预报处在同一级别。
此前,根据保险行业对2022年的年度总结显示,
这一年洪水、飓风等气象灾害给全世界造成了
2750亿美元
的经济损失
。这充分说明在全世界的范围内,气象预报的精准和时效性,对于公众的整体服务还需要继续增强。
时至今日,风云卫星的的所有观测数据面向全球开发,而且可以实时共享。
全世界126个国家和地区,都在使用由风云卫星提供的100多种数据产品和服务。
气象卫星的应用前景
随着技术的不断升级,现在气象预测,已不仅仅是传统的天气预报和气象预测业务。大气成分的监测,人工影响天气,
农业和生态气象,也都成为气象卫星重要的业务。
比如早年在大兴安岭地区发生的一场火灾,地面火情的变化,周围的天气情况,都由气象卫星在空中给出切实的指导。
我国是农林业大国,未来的发展,都需要气象卫星深度参与。
2023年8月,我国又发射了风云三号F星,它将接替此前在轨运行10年的C星,确保气象监测的各项业务不断档。
F星在风云三号的系列卫星中,技术已经相当的成熟。
卫星不光能进行常规的天气预报,对于空气质量的监测也能有效展开
。比如它上面搭载的紫外探测仪,能够对二氧化氮、二氧化硫、臭氧、气溶胶等展开成像探测。
它的业务类型,也涵盖了图像类、云辐射类、海陆表类、大气参数类、大气成分类以及空间天气类。一共有6种大类48种应用产品。
此外在运行时间段上,目前近地轨道的气象卫星,可以在早晨、傍晚、上午、下午四个时段展开业务。
低轨道气象卫星完备的全球观测网优势,
只有我国具备。
结语
最新的数据是,在轨的风云系列卫星有
9颗
,其提供的业务和支持也已经涵盖了
129个国家和地区。
30多年的发展,我国的气象卫星从无到有。如果算上气象卫星的规划研发,那我国的气象卫星技术业务,已经走过了近半个世纪的发展历程。
50多年的时间,我国的气象卫星技术在不断演进和升级,业务涵盖的范围也越来越广,
卫星在轨的寿命也越来越长。
如今,新的风云系列卫星又将展开研制。未来在气象预报领域,
我国的技术将会更上一个台阶。
参考资料:
《气象卫星发展历程和启示》 中国气象局 2014年
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