风云再起!气象卫星风云再起!我国正布局构建风云五号第三代极轨卫星观测体系!

什么是气象卫星?
在我国传统中,天气预报靠节气、民间谚语和经验。在短时间、小范围内,经验是比较准确的。但是,更长时间、更大范围的天气预报这种方法就不灵了,就得靠通过建立模型、数学物理方程计算得出天气预报情况。国际上广泛采用的是数值模式预报法,就是根据我们所认识的大气运动规律建立数值模型,把探测到的当前天气状况作为初始数据代入模型,计算推导出未来的天气情况。初始数据哪里来?90%靠气象卫星,另外10%左右靠地面气象站观测。
气象卫星其实就是空间探测源,从太空对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星。原理就是通过卫星所载二维扫描成像仪、大气垂直探测器、闪电成像仪、可见光CCD相机和地球辐射收支仪等各种仪器,接收和测量地球及其大气层的可见光、红外和微波辐射,并将其转换成电信号传送给地面站。地面站将卫星传来的电信号复原,绘制成各种云层、风速风向、地表和海面图片,再经进一步处理和计算,得出各种气象资料。气象卫星是世界上应用最广的卫星之一。是一种是空间、遥感、计算机、通信和控制等高技术相结合的产物。由于轨道的不同,可分为两大类,即:太阳同步极地轨道气象卫星和地球同步气象卫星。

赫赫有名的风云家族!
我国早在二十世纪七十年代就开始发展我国的气象卫星,名为:“风云气象卫星”,截止目前已发射了十七颗气象卫星(4颗风云一号、 8颗风云二号、4颗风云三号卫星,1颗风云四号卫星,其中风云系列的单号为极轨气象卫星,双号为静止轨道气象卫星。),分别实现了极轨卫星和静止卫星的业务化运行,是继美国、俄罗斯之后第三个同时拥有极轨气象卫星和静止气象卫星的国家。
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目前7颗风云气象卫星在轨稳定运行。为相关国家和地区提供坚实可靠的数据和遥感应用服务。风云气象卫星是全球空间计划的主要贡献者,已被世界气象组织纳入全球业务应用气象卫星序列,,是东半球气象预报的主力。也是空间与重大灾害国际宪章机制下的值班卫星。中国气象局卫星数据广播系统(CMACast)是地球观测组织三大全球分发系统之一,为全球用户提供100多种卫星资料和产品。

风云三号卫星已全面取代风云一号卫星,风云二号亦正被风云四号取代。风云四号则是中国第二代静止轨道气象卫星,在时间分辨率、空间分辨率、探测谱段和探测要素等方面更胜风云二号。
风云一号(极轨气象卫星)
风云一号A 1988年9月7日 太原卫星发射中心 长征四号甲运载火箭发射 39天状态失稳
风云一号B 1990年9月3日 太原卫星发射中心 长征四号甲运载火箭发射 165天状态失稳
风云一号C 1999年5月10日 太原卫星发射中心 长征四号乙运载火箭发射 退役
风云一号D 2002年5月15日 太原卫星发射中心 长征四号乙运载火箭发射 退役

风云二号(静止轨道气象卫星)
风云二号A 1997年6月10日 西昌卫星发射中心 长征三号运载火箭发射 90天失效
风云二号B 2000年6月25日 西昌卫星发射中心 长征三号运载火箭发射 240天失效
风云二号C 2004年10月19日 西昌卫星发射中心 长征三号运载火箭发射 退役
风云二号D 2006年12月8日 西昌卫星发射中心 长征三号甲运载火箭发射 退役
风云二号E 2008年12月23日 西昌卫星发射中心 长征三号甲运载火箭发射 退役
风云二号F 2012年11月13日 西昌卫星发射中心 长征三号甲运载火箭发射 正常
风云二号G 2014年12月31日 西昌卫星发射中心 长征三号甲运载火箭发射 正常
风云二号H 2018年6月5日 西昌卫星发射中心 长征三号甲运载火箭发射 正常


风云三号(极轨气象卫星)
风云三号A 2008年5月27日 太原卫星发射中心 长征四号丙运载火箭发射 退役
风云三号B 2010年11月5日 太原卫星发射中心 长征四号丙运载火箭发射 正常
风云三号C 2013年9月23日 太原卫星发射中心 长征四号丙运载火箭发射 正常
风云三号D 2017年11月15日 太原卫星发射中心 长征四号丙运载火箭发射 正常


风云四号(静止轨道气象卫星)
风云四号A 2016年12月11日 西昌卫星发射中心 长征三号乙运载火箭发射 正常




1988年风云一号A星、1997年风云二号A星成功发射,实现了我国极轨和静止气象卫星从无到有的突破。摸索了在轨调姿稳定技术。
1999年风云一号C星、2004年风云二号C星成功发射,突破了长寿命稳定运行的技术瓶颈,具备了提供长期连续业务观测资料的能力。
2008年风云三号A星发射升空,极轨气象卫星实现升级换代,搭载的载荷数量从风云一号的1个增加到11个,风云三号极轨气象卫星的技术指标达到欧美最新一代气象卫星水平,可从二维遥感成像到三维综合大气探测,从单一光学探测到全谱段宽波谱探测,从公里级观测提高到百米级观测,从国内组网接收到全球组网接收,我国气象卫星技术迈入世界先进行列。
特别是2016年风云四号A星成功发射,卫星成功突破了代表国际前沿的高精度图像定位与配准、微振动测量与抑制等20余项核心关键技术,装载四种先进有效载荷,整体性能达到国际先进水平。每15分钟就能进行一次地球全圆盘观测,每5分钟就能完成一次中国区域观测,更加精确地开展了天气监测与预报预警、数值预报、气候监测。卫星装载的闪电成像仪能1秒钟拍500张闪电图,探测区域范围内的闪电频次和强度,在国内首次提供闪电预警。风云四号能每3分钟对台风区域进行观测,弥补在轨卫星云图分辨率不够高的缺点,对灾害及环境监测、人工影响天气、空间天气研究等提供了有力支撑!!!!
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风云展望
后续,根据风云卫星2011至2020年发展规划和国家空间基础设施2025年规划,至2025年我国还有已规划的9颗卫星后续陆续发射。结合目前的在轨7颗风云卫星,将确保风云卫星家族持续稳定地为用户提供服务到2030年,从2030年开始我国将研制新一代的极轨卫星风云五号和新一代的静止卫星风云六号,为国民经济建议、气象防灾减灾、建设美丽家园、服务国际社会提供更为强大的全球气象观测信息。

在11月15日召开的首届风云气象卫星国际用户大会上,国家卫星气象中心主任杨军宣布,我国正对风云五号卫星的设计、布局进行论证工作,构建晨昏、上午和下午三星组网的第三代极轨气象卫星观测体系,实现主动和被动结合的高精度全球三维大气垂直立体探测。作为未来接替风云三号卫星的低轨气象卫星,风云五号卫星系列包括综合观测卫星、专用观测卫星和应急极端天气监测星座群等。其中,综合观测卫星对气象、气候重点关注的大气温、湿、压、风、云、成份、空间天气等全要素进行综合观测;专用观测卫星对单一要素采用综合手段进行高精度探测,围绕降水、风、云、成分等中的某单一要素采用多种观测手段进行高精度探测;应急极端天气监测星座群针对突发灾害、极端天气高时效观测。
预计到2035年,风云五号卫星系列将全面替代和扩展目前在役的风云三号卫星系列,形成由“晨昏星+上午星+下午星”组网运行的综合观测卫星和由降水测量卫星等组成的专业测量卫星,并辅以应急极端天气卫星星座等,形成全要素、高精度、高稳定性的新型低轨气象卫星体系。
风云起兮,壮志扬兮!!!
气象明兮,国家强兮!!!
来源:
中国国家卫星气象中心、中国国家气象局,
知乎“我们的太空”