氣象“千里眼”助力産業應用

我國風雲氣象衛星達到國際先進水平
——氣象“千里眼”助力産業應用

當前我國南方防汛正進入關鍵期，長江中下游地區迎來入汛以來最強降雨過程。嚴峻形勢下，一顆顆被譽為“千里眼”的風雲氣象衛星正時刻緊盯著天氣變化，為人民生命財産安全保駕護航。正是基於這些“守護者”的辛勤工作，氣象工作者才能完成各種精細監測和及時準確預報，助力防災減災和産業應用。

7月4日至6日，國防科工局與中國氣象局在北京共同召開風雲衛星發展研討會，《經濟日報》記者及時跟進採訪，探秘我國氣象衛星的發展狀況。

風雲衛星技術已達先進水平

今年第1號颱風“尼伯特”于7月3日在美國關島以南的西北太平洋洋面上生成，未來有可能影響我國東南沿海和海域。面對來勢洶洶的颱風，氣象人卻胸有成竹。

這個底氣來自我國在太空的“千里眼”。中國氣象局數據顯示，從1998年風雲二號衛星投入運行以來，截至2015年底，中國氣象局對西太平洋生成的415個颱風、登陸或影響我國的153個颱風監測實現了全覆蓋。氣象衛星資料的加入，使颱風預報準確率連年提升，2015年中央氣象臺颱風24小時路徑預報誤差首次低於70公里，達到世界領先水平。

“千里眼”不光能監測颱風，還為提高我國暴雨、洪澇、乾旱、冰雪、沙塵暴、霧霾監測預報水平發揮了重要的作用。中國氣象局局長鄭國光説：“風雲二號衛星已經可以提供最高每25分鐘一次全地球圓盤觀測、每6分鐘一次區域觀測；風雲三號衛星可每天對地球同一區域完成4次三維立體觀測，光譜範圍從可見光、紅外覆蓋到紫外和微波；衛星定標、定位和反演技術接近國際先進水平，衛星資料實現了從定性到定量應用的轉變，在數值模式同化資料中佔比達到了54%。”

中國航天科技集團公司副總經理楊保華介紹，迄今為止，我國已成功發射了14顆氣象衛星，其中7顆衛星在軌運行，實現了極軌氣象衛星升級換代和上、下午星組網觀測，形成了靜止氣象衛星“多星在軌、統籌運行、互為備份、適時加密”的業務運行格局。

風雲衛星在多個行業和領域提供了重要的基礎遙感資料和産品支撐。目前，國內接收與利用風雲衛星資料的用戶已超過2500家，為氣象、海洋、農業、林業、水利、交通、航空、航天、環保等領域提供了大量科學數據，支持了78個國家重點科研項目，為我國防災減災、應對氣候變化、保障生態文明建設等作出了重要貢獻。

目前，我國風雲衛星技術已經達到了國外同類衛星的先進水平，不僅擺脫了發達國家的技術和業務壟斷，而且確立了我國在地球觀測領域的國際地位。利用風雲衛星反演的海表溫度、長波輻射、植被指數、積雪、大氣成分等産品已廣泛應用於全球和區域性氣象與氣候變化業務，為全面加強應對氣候變化能力建設提供客觀科學依據，同時提升我國參與全球競爭的能力，增強了我國在相關國際活動中的話語權。

時空分辨率仍是短板

風雲氣象衛星在國際觀測領域的地位越來越高，影響越來越大。風雲氣象衛星以其先進的技術水平、運行的可靠性和較高的穩定性，與美國、歐洲風雲氣象衛星一起成為全球對地觀測網中名副其實的主力軍，承擔起全球對陸地、大氣、海洋、地表環境全天候連續觀測的責任。

然而，風雲衛星仍有不少短板亟待補齊。就在前不久，江蘇鹽城北部受強對流雲團影響，出現強陣風、冰雹和強降水等極端天氣，短短幾十分鐘，就造成特別重大災害，人員傷亡損失慘重。面對越來越頻發的極端天氣，風雲衛星在監測方面頗感力不從心。

“從衛星傳回的鹽城龍卷風發生時的可見光圖像來看，暴露了風雲衛星在兩方面的不足：一是衛星資料空間、時間分辨率不夠，影響小尺度強對流雲團上衝雲頂特徵連續監測和清晰識別；二是靜止衛星目前還不能穿透雲層看到雲團內部，無法獲得垂直運動等更多信息。”國家衛星氣象中心主任楊軍説。

氣象專家表示，中小尺度災害性天氣監測預警需要具有更高時空分辨率的觀測，需要提高風雲氣象衛星觀測的時空分辨率，以有效防範氣候變暖背景下呈多發、重發態勢的氣象災害和衍生災害，保障我國經濟發展和人民生命財産安全。

然而，我國氣象衛星核心遙感儀器的時間空間光譜分辨率主要性能指標仍落後於美國、歐洲、日本的氣象衛星。“風雲氣象衛星的發展面臨‘慢進則退’的挑戰，需要我們瞄準國際市場先進氣象衛星技術前沿，認真謀劃、加倍努力，保證在國際上佔有一席之地。”鄭國光強調。

按需佈局創新發展

風雲衛星是我國自主研發的系列氣象遙感衛星，經過幾十年來氣象科技工作者和航天科技工作者的不懈努力，風雲系列衛星走過了從無到有、從小到大、從弱到強的發展之路，已成為全球對地觀測業務衛星序列的重要成員，並步入了先進國際氣象衛星的行列。

鄭國光表示，風雲氣象衛星發展到今天，應該擺脫延續固定思維和簡單模倣國外的做法，對氣象衛星的軌道提出更加合理的佈局，要在傳承大的綜合衛星平臺同時，根據實際需要探討利用新的平臺，研究發展單一任務的小衛星。要進一步分析應用需求和技術指標關係，提出更加符合實際需求的技術指標體系，加強關鍵部件的功能，擺脫對國外技術的依賴，提升衛星平臺和遙感儀器的質量和技術水平。

此外，鄭國光提出，協同發展也很重要，構建對地觀測的新體系，遵循衛星研發的客觀規律，做到遙感儀器研發先於衛星系統的發展、應用技術研究先於應用系統的建設。“建議將風雲氣象衛星的觀測與地基空基觀測進一步統籌考慮，推動天地空一體化的系統監測優化，同時作為國家空間基礎設施的重要組成部分，不僅充分發揮大氣遙感衛星的作用，也應該結合國家的需求，發揮自身的優勢，與陸地遙感和海洋遙感衛星系列共同協作，形成我國對地觀測的新體系。”

在衛星應用方面，鄭國光強調，應該充分利用移動互聯、智慧終端、大數據、雲計算等新一代信息技術，充分考慮統籌用戶一般性需求和專業用戶個性化需求，建立完善高效便利的數據服務系統，強化風雲衛星和其他衛星資料綜合應用，提高氣象監測預報服務等能力和水平，提高風雲氣象衛星綜合應用效率。

“未來10到15年，將是我國氣象衛星快速發展的黃金期。”國防科技工業局副局長吳艷華説。（記者 杜芳）