【技术·航天】预测风,ESA风神卫星是认真的

ofuzlj

【技术·航天】预测风,ESA风神卫星是认真的

zcg2000

Aeolus（希腊神话中的风神）是ESA的Earth Explorer任务之一，所有任务都旨在展示观察地球的新方法，使我们增进对地球运转机理的深层次理解。

在2018年8月22日，风神（Aeolus）卫星在法属圭亚那库鲁的圭亚那空间中心由一枚织女星运载火箭发射升空。这项任务耗时19年，耗资4.8亿欧元（5.5亿美元），寿命期为3年。

风神卫星重约1260千克，携带了一部直径1.5米的望远镜、一部散射接收组件和一台多普勒测风紫外激光雷达。卫星轨道高度为320公里。在太阳同步的轨道上飞行，环绕地球一圈需要90分钟，而覆盖整个地球则需要7天。

风神是第一个在全球范围内获取风廓线的太空任务。这些近乎实时的观测将提高数值天气预报和气候预报的准确性，并加深我们对与气候多变性有关的热带动力学和过程的理解。风神号运载着有史以来最先进的仪器之一，是第一个直接从太空中描绘出地球风的卫星任务。

它的工作原理是通过携带的一部直径1.5米的望远镜、一部散射接收组件和一台多普勒测风紫外激光雷达，每秒观测50次。每道激光束会激发出数十亿个光子照向大气，而每道光子束中，大概只有几百颗光子会由于跟大气分子的碰撞而恰好反射回卫星。根据多普勒效应，科学家通过输出脉冲与反向散射信号间的延迟，就能计算出风的方向、速度和移动距离。

风神是一项非常不容易的卫星任务，而且确实需要花费数年的时间才能将其成功发射。当然，等待是值得的，在进入轨道的20个月中，我们等待的力量终于换来了它为科学和社会带来益处。

据ESA提供的最新信息，ESA的风神任务已获得成功。如今，这项非凡的卫星任务再一次达到了新的高度：它的实测数据，可以在三个小时内处理完毕、公开分发给预测服务和科学研究的全球用户。而且，感谢所有参与的团队并与EUMETSAT达成协议，我们非常自豪地宣布，截止到今天，Aeolus的数据正在以近乎实时的方式分发，用于Aeolus核心用户社区以外的数字天气预报。

来自世界各地不同组织的气象专家、卫星专家与风神卫星的研发和数据创新团队一起工作，以验证和优化数据处理和偏差校正方法。作为难题的最后一点，也是特别棘手的一点，最近校正了与仪器望远镜温度变化有关的偏差，使数据可直接用于数值天气预报，而无需进行预报中心的处理。现在，经过去年数月的测试，英国欧洲天气预报中心（ECMWF）已经将风神数据纳入其预报中。风神的数据偏差的纠正，使得世界使用这些数据的气象中心大受其益。

这些新数据将通过ESA的风神在线传播中心以及其他渠道，即欧洲气象卫星开发组织（EUMETSAT）的传播系统EUMETCast和世界气象组织的全球其他渠道进行近乎实时的分发。

现在，正在将Aeolus建立为研究和演示任务，为未来的太空多普勒风激光雷达人造卫星研制铺平了道路。EUMETSAT现在将近实时地将Aeolus数据推送给EUMETCast的4000个用户以及整个WMO社区，从而使每个预报中心都有机会熟悉新数据并衡量其价值。用户的反馈以及正在进行的ESA仪器和卫星研究的结果，将支持我们规划可能的多普勒激光雷达任务，从而为我们的下一代EPS-SG极地系统增加目前缺失的风廓线测量、数据显示功能。