走近太空中的“神秘家族”
——風(fēng)云衛(wèi)星家族

文｜楊倩

2017年9月25日，微信啟動(dòng)頁(yè)面的更換在朋友圈掀起了一股熱潮。圖中地球畫(huà)面的視角從之前的非洲大陸變成了祖國(guó)上空。微信這張“中式寫(xiě)真”就是風(fēng)云四號(hào)A星這位地球新晉“攝影師”拍攝的。那么風(fēng)云衛(wèi)星有什么來(lái)頭？讓我們一探究竟。

“奇”“偶”聯(lián)手 掃描全球

2022年7月11日，一場(chǎng)暴雨襲擊了山西省太原市。受強(qiáng)降雨影響，太原市多趟公交改線(xiàn)、停運(yùn)。在7月10日，山西省氣象臺(tái)就已經(jīng)發(fā)布預(yù)警：“2022年7月11—13日我省將出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣過(guò)程……請(qǐng)有關(guān)單位和人員做好防范準(zhǔn)備。”

如此精確的“未卜先知”，氣象專(zhuān)家是如何做到的？其實(shí)這是風(fēng)云衛(wèi)星的功勞。風(fēng)云家族分為“奇”“偶”兩派?！捌妗迸梢卜Q(chēng)極軌派，用奇數(shù)命名，全稱(chēng)叫極地太陽(yáng)同步軌道氣象衛(wèi)星，該衛(wèi)星的軌道平面和太陽(yáng)的交角始終保持一致，像“向日葵”一樣永遠(yuǎn)向著太陽(yáng)。極軌衛(wèi)星距離地球約850千米，通過(guò)南北兩極環(huán)繞地球飛行，對(duì)同一地點(diǎn)每天觀測(cè)兩次。

“偶”派稱(chēng)靜止派，用偶數(shù)命名，全稱(chēng)叫地球同步軌道氣象衛(wèi)星，在地球赤道上空約35 800千米，與地球自轉(zhuǎn)同步運(yùn)行，這使它能對(duì)同一地方24小時(shí)持續(xù)不斷地觀測(cè)。與極軌衛(wèi)星不同的是，靜止衛(wèi)星觀測(cè)不到極地區(qū)域，僅能觀測(cè)地球表面三分之一的固定區(qū)域。

分工明確 按點(diǎn)“值班”

1969年1月29日，周恩來(lái)總理高瞻遠(yuǎn)矚地提出：“要搞我們自己的氣象衛(wèi)星?！睘榘l(fā)展我國(guó)氣象衛(wèi)星事業(yè)指明了方向，但因?yàn)榈昧俗藨B(tài)失控這種“重癥”，風(fēng)云一號(hào)A星和B星只在軌運(yùn)行了39天和158天。盡管如此，風(fēng)云一號(hào)A星的成功發(fā)射，還是實(shí)現(xiàn)了我國(guó)氣象衛(wèi)星從0到1的歷史性突破。吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)后，風(fēng)云一號(hào)C星于1999年5月10日“橫空出世”，由于表現(xiàn)出色，成為我國(guó)第一顆被列入世界氣象業(yè)務(wù)的衛(wèi)星。風(fēng)云一號(hào)C星穩(wěn)定工作并超期服役，于2007年“功成身退”，將接力棒交給了風(fēng)云一號(hào)D星。

2021年7月5日，“黎明星”風(fēng)云三號(hào)E星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。風(fēng)云三號(hào)E星上裝載了多臺(tái)全新的探測(cè)設(shè)備，不僅使我國(guó)氣象衛(wèi)星首次具有了主動(dòng)探測(cè)海面風(fēng)場(chǎng)的能力，同時(shí)還首次具備了多維度觀測(cè)太陽(yáng)的本領(lǐng)。風(fēng)云三號(hào)E星還是世界業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星家族中首顆晨昏軌道衛(wèi)星。

“居”高望遠(yuǎn) “坐”觀天下

風(fēng)云二號(hào)是我國(guó)第一代靜止氣象衛(wèi)星。風(fēng)云二號(hào)A星和風(fēng)云二號(hào)B星是試驗(yàn)衛(wèi)星，為后續(xù)業(yè)務(wù)衛(wèi)星的成功運(yùn)行提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。風(fēng)云二號(hào)C星于2004年10月19日成功發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)靜止氣象衛(wèi)星從試驗(yàn)到業(yè)務(wù)運(yùn)行的跨越。風(fēng)云二號(hào)D星于2006年12月8日發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)云二號(hào)C星、風(fēng)云二號(hào)D星在軌互為備份、雙星組網(wǎng)運(yùn)行。風(fēng)云二號(hào)E星發(fā)射升空后，接風(fēng)云二號(hào)C星的“班”，與風(fēng)云二號(hào)D星搭檔，繼續(xù)保持了“雙星觀測(cè)、互為備份”的業(yè)務(wù)格局。風(fēng)云二號(hào)H星與風(fēng)云二號(hào)E、風(fēng)云二號(hào)F、風(fēng)云二號(hào)G星開(kāi)展組網(wǎng)觀測(cè)，并且為“一帶一路”沿線(xiàn)國(guó)家架起了一座氣象信息溝通的太空橋，被人們親切地稱(chēng)為“一帶一路”星。

相較之下，靜止衛(wèi)星“新一代掌門(mén)人”風(fēng)云四號(hào)家族的實(shí)力就更雄厚了，風(fēng)云四號(hào)A星上攜帶了當(dāng)時(shí)我國(guó)最先進(jìn)的多通道掃描成像輻射計(jì)，擁有14個(gè)通道監(jiān)測(cè)大氣，比風(fēng)云二號(hào)多了9個(gè)。同時(shí)，它還擁有世界上首個(gè)干涉式大氣垂直探測(cè)儀，它搭載的閃電成像儀一秒鐘可以拍攝500張閃電圖。

2021年6月3日，風(fēng)云四號(hào)A星迎來(lái)了并肩作戰(zhàn)的“好兄弟”風(fēng)云四號(hào)B星。風(fēng)云四號(hào)B星并不僅是簡(jiǎn)單復(fù)制風(fēng)云四號(hào)A星，它的時(shí)空分辨率從風(fēng)云四號(hào)A星5分鐘、500米的基礎(chǔ)上提高到了1分鐘、250米。同時(shí)，它還有三大“撒手锏”：一是速度更快，想看哪里就看哪里，這得益于它配備的快速成像儀；二是增加了水汽探測(cè)通道；三是更靈敏，可以精確感知大氣0.05 ℃的變化。迄今為止，風(fēng)云家族已有19名成員。受衛(wèi)星壽命的影響，風(fēng)云家族目前尚有7顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行。

風(fēng)云守護(hù) 未來(lái)可期

近些年，臺(tái)風(fēng)、洪澇、泥石流、沙塵暴等種種極端天氣和災(zāi)害多發(fā)頻發(fā)。風(fēng)云衛(wèi)星不僅可以獲取到高頻次、高分辨率、低延時(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，而且在防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮著“前哨”作用。

2022年7月2日，臺(tái)風(fēng)“暹芭”在廣東電白沿海登陸,氣象部門(mén)提前發(fā)布預(yù)警，利用風(fēng)云衛(wèi)星密切跟蹤臺(tái)風(fēng)動(dòng)向，為當(dāng)?shù)貫?zāi)害防御和人員撤離爭(zhēng)取了時(shí)間。

2021年，我國(guó)北方受?chē)?yán)重秋汛影響，多地冬小麥晚播，苗情較差。氣象部門(mén)加強(qiáng)與農(nóng)業(yè)農(nóng)村等部門(mén)的聯(lián)動(dòng)，利用多源衛(wèi)星資料對(duì)冬小麥長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為夏糧豐收保駕護(hù)航。

其實(shí)，世界上很多國(guó)家和氣象組織都是風(fēng)云家族的“粉絲”。從澳大利亞山火到伊朗南部洪澇再到孟加拉灣氣旋風(fēng)暴，風(fēng)云衛(wèi)星都會(huì)趕來(lái)“救場(chǎng)”。目前，已有124個(gè)國(guó)家和地區(qū)使用了風(fēng)云衛(wèi)星產(chǎn)品。

來(lái)路顛沛流離，彼岸自有春風(fēng)。50多年來(lái)，風(fēng)云衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了從跟跑到并跑再到部分領(lǐng)跑的跨越。如今，它已經(jīng)成為捕捉風(fēng)云變幻的“慧眼”，24小時(shí)“值班值守”。未來(lái)風(fēng)云家族將再增新成員，為保護(hù)全球氣候作出更大的貢獻(xiàn)。