風(fēng)云衛(wèi)星50年記

郭靜原

“站得高、看得遠(yuǎn)”，浩瀚宇宙中的氣象衛(wèi)星宛如地球家園守望者，全天24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)天氣和環(huán)境變化;從1970年開啟氣象衛(wèi)星研制任務(wù)，到如今成功發(fā)射17顆風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星?？缭?0年長河，我國氣象衛(wèi)星事業(yè)實(shí)現(xiàn)了從無到有、從小到大、從弱到強(qiáng)的跨越。

風(fēng)云三號(hào)A星首幅彩色合成圖

風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星從1970年開啟氣象衛(wèi)星研制任務(wù)至今，已成功發(fā)射17顆，7顆在軌運(yùn)行，為我國氣象衛(wèi)星事業(yè)作出巨大貢獻(xiàn)。為什么要發(fā)射這么多顆衛(wèi)星？這個(gè)人丁興旺的“家族”為何貢獻(xiàn)卓著？日前，筆者采訪了國家衛(wèi)星氣象中心主任、風(fēng)云氣象衛(wèi)星工程總設(shè)計(jì)師楊軍，風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師董瑤海與風(fēng)云氣象衛(wèi)星工程副總設(shè)計(jì)師唐世浩，一起來聽他們眼中的風(fēng)云衛(wèi)星。

1、“爭氣星”：敢夢(mèng)想敢創(chuàng)新

風(fēng)云衛(wèi)星是一顆什么樣的星？在楊軍看來，主要有三重定義：它是一顆知冷知熱的“百姓星”。當(dāng)人們收看天氣預(yù)報(bào)時(shí)，就有風(fēng)云衛(wèi)星的一份功勞。它是一顆自主創(chuàng)新的“爭氣星”。50年來，中國氣象衛(wèi)星實(shí)力與歐美發(fā)達(dá)國家三足鼎立，部分技術(shù)實(shí)現(xiàn)超越，風(fēng)云衛(wèi)星就是其中代表。它還是一顆服務(wù)全球的“中國星”。自氣象衛(wèi)星誕生起，就肩負(fù)起防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)的使命。

1969年，一場(chǎng)罕見的雨雪冰凍災(zāi)害席卷半個(gè)中國。當(dāng)時(shí)，全球僅有兩個(gè)國家擁有氣象衛(wèi)星，我國氣象衛(wèi)星研發(fā)迫在眉睫?！耙阄覀冏约旱臍庀笮l(wèi)星！”1970年2月，研制氣象衛(wèi)星的任務(wù)下達(dá)，批準(zhǔn)中央氣象局成立“氣象衛(wèi)星地面站總站”（國家衛(wèi)星氣象中心）。7年后，我國第一代極軌氣象衛(wèi)星被命名為“風(fēng)云一號(hào)”，正式開啟了風(fēng)云紀(jì)元。

50年曲折探索路，風(fēng)云衛(wèi)星的成長并非一帆風(fēng)順。董瑤海坦言，他們也“交過學(xué)費(fèi)”。風(fēng)云一號(hào)A星在太空僅工作了39天，便因衛(wèi)星姿態(tài)失控而“早亡”。

經(jīng)過三代人努力，風(fēng)云衛(wèi)星“身體素質(zhì)”大大提升。風(fēng)云一號(hào)C星壽命達(dá)到7年;風(fēng)云二號(hào)F星設(shè)計(jì)壽命達(dá)4年，至今已在軌運(yùn)行8年?；赝^去，楊軍表示：“50年來，衛(wèi)星研制每個(gè)過程我們都沒落下，每種問題我們都曾遇到，一旦邁過了這些坎，就意味著我們掌握了核心關(guān)鍵技術(shù)?！?/p>

壽命延長之外，衛(wèi)星觀測(cè)能力也有了長足進(jìn)步。中國氣象局依靠自主創(chuàng)新掌握了全部核心技術(shù)，譬如風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星作為第二代靜止軌道氣象衛(wèi)星搭載了我國自主研制的干涉式大氣垂直探測(cè)儀，最高可實(shí)現(xiàn)15分鐘一次高頻垂直探測(cè)，大幅擴(kuò)大了探測(cè)范圍，極大縮短了大氣溫濕度三維數(shù)據(jù)獲取時(shí)間?！斑@是我們獨(dú)步天下的技術(shù)，有了它可以給大氣做‘CT，接下來，我們將進(jìn)一步解決更高精度探測(cè)問題，讓天氣預(yù)報(bào)更精準(zhǔn)?！倍幒Ｕf。

2、“百姓星”：堅(jiān)持服務(wù)為民

今年6月以來，南方持續(xù)性強(qiáng)降水導(dǎo)致部分流域汛情嚴(yán)重。其中，長江流域平均降水量比常年同期偏多50%，為1961年以來歷史同期最多。此時(shí)，風(fēng)云衛(wèi)星緊盯關(guān)鍵湖體面積消長情況，并通過多年衛(wèi)星監(jiān)測(cè)資料對(duì)比分析，為決策部門搶險(xiǎn)救災(zāi)提供了科學(xué)可靠依據(jù)。

“從直觀來說，氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)首先是支持天氣預(yù)報(bào)，把汛期降水過程預(yù)報(bào)精準(zhǔn)。不僅如此，它還要監(jiān)測(cè)評(píng)估降水后可能引發(fā)的各種氣象災(zāi)害，利用長時(shí)間序列衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)資料綜合評(píng)判，助力政府部門決策?！睏钴娬f。

特別是在臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)中，風(fēng)云衛(wèi)星發(fā)揮著無可替代的作用。自風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星投入運(yùn)行至今年8月底，西太平洋生成的566個(gè)臺(tái)風(fēng)、登陸我國的165個(gè)臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)無一漏網(wǎng)。風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星投入運(yùn)行后，我國對(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分鐘提高至5分鐘，晴雨天氣預(yù)警準(zhǔn)確率提高至89%，24小時(shí)臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)平均誤差從95公里減至71公里，優(yōu)于美國、日本等國。

優(yōu)秀的氣象衛(wèi)星不僅會(huì)拍照，最重要的是做到絕對(duì)定量測(cè)量。“臺(tái)風(fēng)當(dāng)前狀態(tài)、歷史狀態(tài)都是什么樣？有了風(fēng)云衛(wèi)星的加入，從大氣到空間天氣的綜合觀測(cè)信息得以完善，才能監(jiān)測(cè)到海面的一舉一動(dòng)，使得臺(tái)風(fēng)路徑與強(qiáng)度預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率連年提升，逐步將氣象災(zāi)害損失降到最低。”唐世浩告訴記者，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)度提高與衛(wèi)星資料質(zhì)量與數(shù)量增加成正比。

如今7星在天，它們都在浩瀚銀河中忙些什么？答案是組建綜合觀測(cè)星座，實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣及地球多圈層系統(tǒng)全球化、精細(xì)化探測(cè)能力。其中，極軌衛(wèi)星圍繞南北極跨越赤道飛行，主要用于天氣預(yù)報(bào)、生態(tài)、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及氣候變化研究;靜止衛(wèi)星在地球赤道上空，與地球自轉(zhuǎn)同步運(yùn)行，對(duì)局部地區(qū)開展高頻次觀測(cè)，是捕捉中尺度強(qiáng)對(duì)流天氣能手。

近年來，升級(jí)換代的氣象衛(wèi)星與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)融合，時(shí)刻掌握天氣氣候脈動(dòng)，持續(xù)提升天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率與對(duì)天氣趨勢(shì)科學(xué)研判“智慧”含量，不斷拉近與大家的距離。精準(zhǔn)扶貧、生態(tài)建設(shè)均為氣象服務(wù)落地支點(diǎn)之一，精細(xì)化衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)遍及各行各業(yè)。

3、“中國星”：彰顯大國擔(dān)當(dāng)

橙色是晴天，灰色是多云，藍(lán)色是降雨……在今年上線的我國“一帶一路”相關(guān)重要城市天氣預(yù)報(bào)服務(wù)專網(wǎng)上，這些不同色塊串聯(lián)起來，勾勒出一張覆蓋137個(gè)“一帶一路”相關(guān)國家與地區(qū)的晴雨表。

“作為全球綜合地球觀測(cè)系統(tǒng)重要成員，風(fēng)云氣象衛(wèi)星已被世界氣象組織納入全球業(yè)務(wù)應(yīng)用氣象衛(wèi)星序列，也是空間與重大災(zāi)害國際憲章機(jī)制的值班衛(wèi)星?！睏钴娬f，使用風(fēng)云氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的國家和地區(qū)數(shù)量已增至115個(gè)，其中包括65個(gè)“一帶一路”國家，并為國內(nèi)2700多家用戶提供資料與產(chǎn)品——風(fēng)云衛(wèi)星的全球應(yīng)用服務(wù)潛力正逐步釋放。

莫桑比克位于非洲南部，熱帶氣旋等氣象災(zāi)害頻繁。去年，該國曾3次啟動(dòng)風(fēng)云衛(wèi)星國際用戶防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急保障機(jī)制，請(qǐng)求中國氣象局提供該地區(qū)風(fēng)云衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品。當(dāng)?shù)貢r(shí)間今年1月2日，中國氣象局援助建設(shè)的中國風(fēng)云二號(hào)氣象衛(wèi)星接收處理及應(yīng)用系統(tǒng)交付使用儀式在莫桑比克國家氣象局舉行。莫桑比克成為非洲首個(gè)應(yīng)用此系統(tǒng)的國家，較好地填補(bǔ)了天基監(jiān)測(cè)空缺，獲得24小時(shí)連續(xù)不間斷氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)服務(wù)，天氣預(yù)報(bào)、防災(zāi)減災(zāi)能力將得到有效提升。目前，該系統(tǒng)信號(hào)接收良好，運(yùn)行和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)正常。

風(fēng)云衛(wèi)星所承擔(dān)的國際服務(wù)成果遠(yuǎn)不止于此。從澳大利亞新南威爾士州山火到伊朗南部洪澇、從巴基斯坦沙漠蝗災(zāi)到孟加拉灣氣旋風(fēng)暴……風(fēng)云衛(wèi)星災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)彰顯出大國擔(dān)當(dāng)。2019年1月至2020年8月，我國共制作發(fā)布61期“一帶一路”遙感應(yīng)用專報(bào)，為非洲、亞洲、南美洲等多個(gè)國家和地區(qū)提供臺(tái)風(fēng)、森林火災(zāi)、沙塵暴、洪災(zāi)等遙感監(jiān)測(cè)服務(wù)。

憑借先進(jìn)技術(shù)、穩(wěn)定業(yè)務(wù)運(yùn)行與高質(zhì)量數(shù)據(jù)產(chǎn)品，風(fēng)云衛(wèi)星正與世界發(fā)達(dá)國家氣象衛(wèi)星一起，成為全球?qū)Φ赜^測(cè)網(wǎng)中的主力軍，肩負(fù)起全球?qū)Φ厍虼髿?、海洋和地表環(huán)境全天候、立體、連續(xù)觀測(cè)的責(zé)任，一步一個(gè)腳印把風(fēng)云衛(wèi)星氣象事業(yè)推向前進(jìn)。