风云气象卫星综述(图)

　　2006年12月8日08时53分，我国自主研制的第二颗业务型地球静止轨道气象卫星—风云二号D星，在西昌卫星发射中心由长征3号运载火箭成功发射升空。

　　目前，我国正在轨道工作的静止轨道气象卫星是风云二号C星，该星运行状态较为稳定，业务运行率在99.6%以上。风云二号D星是C星业务应用的在轨备份与接替星，必要时两颗星可实现双星观测，进一步扩大观测区域，实现重点区域的立体成像和重大灾害天气的短时间高频次监测，能够最大限度地减少灾害性天气所造成的损失。风云二号D星可全天候对地球进行连续气象监测，获取地球空间环境白天可见光云图、昼夜红外云图和水汽分布图；收集和转发气象、海洋、水文等观测数据；监测太阳X射线和空间粒子辐射数据等。还将全面预报2008北京奥运会期间天气，特别是奥运会开、闭幕式等大型活动及重要赛事时的天气变化情况，为北京奥运气象保障体系提供准确、及时的服务。

　　气象卫星主要有两种：极轨卫星和静止卫星。这是按照卫星的运行轨道来区分的。极轨卫星所在的瞬时轨道平面与太阳始终保持固定的取向，可以使得卫星所经过地点的地方时基本相同，卫星遥感推测资料具有长期可比性。由于这种卫星轨道的倾角接近90°，卫星近乎通过极地，所以称它为极轨卫星。

　　静止卫星是指轨道平面与赤道平面重合、卫星的轨道周期正好等于地球自转周期（23小时56分04秒），且卫星公转方向与地球自转方向相同，这样的卫星称地球同步轨道卫星。若在地面看，这种轨道上的卫星好像静止在天空某一地方不动，故又称它为地球静止卫星，简称静止气象卫星。

　　自上世纪50年代世界上第一颗人造地球卫星问世以来，世界各国便开始探索卫星在地球观测方面的应用。我国在上世纪70年代开始研制气象卫星，并于1988年成功发射了我国第一颗极轨气象卫星“风云一号”。目前，我国已成为继美国、俄罗斯之后第三个同时拥有极轨和静止业务气象卫星的国家。

　　风云一号C星是我国第一代极轨业务气象卫星。风云一号C星已在轨工作5年，大大超过了两年的设计寿命。2002年5月15日成功发射的风云一号D星在风云一号C星的基础上，作了进一步的改进，风云一号C星和风云一号D星实现了极轨气象卫星双星业务运行，是我国航天史上寿命最长、效益发挥最好、应用范围最广的极轨气象卫星。过去由于缺乏稳定连续的全球遥感信息源，我国对全球遥感作物长势监测和估产应用研究工作一直受到很大限制。风云一号C星、D星的成功发射，使我国成为继美国之后世界上第二个能够实时获得全球遥感数据的国家。利用风云卫星获取的资料研制全球植被指数产品，为全球粮食作物估产提供了关键的支持。

　　风云二号卫星是我国第一代静止气象卫星，分别在1997年和2000年发射两颗风云二号（A、B）研究实验卫星，2004年发射的风云二号C星为业务应用卫星。相对A、B两颗卫星，风云二号C星扫描辐射计由3通道增加到5通道，探测仪器和卫星的性能指标都有了明显的改进。

　　气象卫星与其他气象探测方式相比具有得天独厚的优势，它不受国界和地理条件的限制，在天气层外以独特的视角实现了许多常规观测无法进行的探测。同时，也正式由于上述原因，气象卫星是全球公认的效益投入比最高的应用卫星。

　　上世纪70年代

　　开始设计和研制

　　1988年9月7日

　　风云一号A星

　　极轨试验

　　1990年9月3日

　　风云一号B星

　　极轨试验

　　1997年6月10日

　　风云二号A星

　　静止试验

　　1999年5月190日

　　风云一号C星

　　极轨业务

　　2000年6月25日

　　风云二号B星

　　静止试验

　　2002年5月15日

　　风云一号D星

　　极轨业务

　　2004年10月19日

　　风云二号C星

　　静止业务

　　通过气象卫星获得的各种信息和资料，已为气象、海洋、农业、林业、水利、航空、航海、环境保护及军事等提供大量的公益性和专业性服务，如冬小麦长势监测、林火监测、干旱监测、沙尘暴监测、洪涝监测、海水监测、积雪监测、大雾监测、城市热岛效应监测等信息产品已经为有关地区、部门提供了服务，充分证明了气象卫星在台风、暴雨、强对流等天气系统的监测方面发挥着重要的作用。

　　热带气旋是全球主要气象灾害，热带气旋所带来的经济损失占整个气象灾害的50%以上。由于海洋是常规气象观测的盲区，海上热带气旋的监测与预报主要依赖气象卫星观测资料。我国是世界上受台风危害最严重的国家。在西北太平洋地区，台风在我国的登陆频次最高，所带来的经济损失最严重。利用风云二号静止气象卫星不仅可以发现台风的生成，而且可以准确确定台风中心位置，估算台风强度，计算台风移动速度和方向，预测台风登陆的时间地点及登陆后可能造成的降水强度和范围。为防灾减灾决策提供可靠依据。

　　2005年是热带气旋活跃的一年，到10月初，已有8个热带气旋登陆我国，其中的“海棠”、“麦莎”、“达维”等都达到了相当的强度。由于我国风云二号C星采用了汛期加密观测成像间隔从原来的1小时缩短到0.5小时，极大地提高了观测时效，明显地改进了台风定位和登陆预报结果。风云二号C星已经为我国及东南亚地区天气预报人员在进行台风预报时提供不可缺少的观测资料。

　　2006年是台风频频袭扰我国的一年，截止10月15日，全年共编号台风18个，从“珍珠”、“派比安”、“桑美”、“宝霞”，对我国东南沿海等地造成严重影响。中国气象局首次启动了汛期应急服务机制，对影响较大的登陆台风实行24小时连续监测。正是由于有了气象卫星实时的有效监测和准确的预报，才使得人员伤亡和经济损失大为减少。并且受到了回良玉副总理的表扬和肯定。

　　在社会经济迅速发展的今天，大雾对公路、铁路、航空、运输、城市供电等造成严重一直。2002年，由于大雾造成的航班延误多达上千次，数万人次滞留机场，近万艘船只航运受阻。2006年11月21日清晨，京城大雾漫天，造成4条高速公路封闭3小时；城铁13号线大部分晚点；机场能见度不足300米，无法达到飞机起降标准，致使80余架次航班晚点起飞。此次京城大雾黄色预警持续了30小时50分钟，是2006年以来持续时间最长、范围最大的一场雾。

　　由于雾的生命史短，常规的观测手段无法正确获得其强度和范围信息。气象卫星具有覆盖范围大、观测频次高、信息源可靠、直接投入成本低的特点，是监测大雾最有效的工具。以风云卫星为主开展的大雾监测和预报业务，近5年来，仅国家卫星气象中心就用风云一号以及其他气象卫星监测大雾数百次，形成大雾监测报告257期。

　　我国西北地区是沙尘暴的多发区。沙尘暴不仅严重影响当地人民的生产生活，而且对下游广大地区天气和环境造成严重危害。仅1993年“5?5黑风”依次沙尘过程就导致67人死亡、20人失踪，直接经济损失2.45亿元。2006年4月16—18日，北京、天津、山西北部、河北大部、山东北部和渤海地区出现了大范围的浮尘天气，经估算沙尘影响面积约为30.4万平方公里。受此次过程的影响，北京的尘降量是20克每平方米，全市总降尘量为33万吨。由于西部地区气象观测站点稀少，对西部地区沙尘活动的有效监测要依靠气象卫星。同时，气象卫星资料还被用于沙尘暴源地的分析和研究，利用高频次静止气象卫星国策结果所做的定量分析，揭示出影响我国的沙尘暴有很大一部分来源于蒙古国荒漠地区的科学事实，这一发现对沙尘暴的形成机理研究具有重大意义。

　　我国幅员辽阔，是世界上自然灾害最严重的国家之一。在各类自然灾害中，气象灾害占70%以上。据统计，我国每年因各种气象灾害造成的农田受灾面积达3400万公顷，受干旱、暴雨、洪涝和热带风暴等重大气象灾害影响的人口约达6亿人次，造成的经济损失约占国内生产总值（GDP）的3%至6%。随着我国国民经济的快速增长，气象灾害造成的经济损失越来越严重，因此，气象卫星在防灾减灾中发挥着巨大的作用。

　　从20世纪70年代后期，气象科研部门就利用气象卫星对森林和草原火灾进行监测。2003年5月21日，蒙古国东部发生了一起影响我国内蒙古自治区边境地带的草原火，农业部草原防火指挥部办公室对草原火的原发位置十分关注，希望能利用卫星遥感技术确定火源位置。国家卫星中心利用风云一号C星、D星资料，准确地确定了这次草原果的原发地在蒙古国境内，并及时报告农业部草原防火指挥部办公室，为政府部门掌握这次跨境火情的信息提供了重要依据。

　　2006年5月21日—6月2日的内蒙古、黑龙江的特大森林火灾的监测是卫星监测环境灾害的成功各个例。目前，气象部门每年都监测到一些重大火灾、水灾等气象和环境灾害，为国家和各级政府及相关部门组织防灾、救灾和减灾提供了及时的信息服务。此外，气象卫星在提高天气预报准确率、空中和地面水资源的调查、全国生态环境和大气污染的监测、数据共享支持全国可研究等方面都发挥了不可替代的作用。