4月16日,風云三號G星在酒泉衛星發射中心由長征四號乙運載火箭送入400公里外的非太陽同步傾斜軌道。不同于風云系列的其他衛星,G星將專門承擔降水測量的重任。17日8時46分,烏魯木齊氣象衛星地面站及喀什分站、廣州氣象衛星地面站先后成功接收風云三號G星的首軌下行實時廣播數據,這是風云三號G星與地面應用系統首次“牽手”成功,為后續在軌測試奠定良好基礎。
“頂流天團”再添新成員
“北風其涼,雨雪其雱”,2500多年前的《詩經》記載了古人對各種天氣現象的認識。從靠抬頭看天和占卜預測天氣,到利用琴弦感應濕度來預測晴雨,到出現“欽天監”這類專業從事氣象工作研究的部門,再到如今借助衛星等現代科學技術力量實現觀云測雨,自古以來,中國人對風云變幻背后奧秘的探索未曾有過片刻停歇。
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1970年,我國開始獨立自主研制氣象衛星,至今已成功發射兩代四型共20顆風云氣象衛星,其中8顆目前在軌運行。
第一代風云一號衛星與風云二號衛星、第二代風云三號衛星與風云四號衛星,共同組成氣象衛星觀測體系,它們是家喻戶曉的“風云衛星頂流天團”。其中,風云一號衛星和風云三號衛星屬于低軌衛星,圍繞地球飛行,能夠進行全球觀測。而風云二號衛星和風云四號衛星屬于靜止軌道衛星,能夠始終和地面相對靜止,用于對我國及周邊區域進行氣象探測。
風云三號G星總設計師錢斌介紹,G星是國內首顆、國際第三顆主動降水測量衛星,其最核心的任務就是監測災害性天氣系統強降水過程,7天就可以完成一遍對全球中低緯度地區降水三維層析結構的探測,填補我國南北緯50度范圍內的降水監測資料。這顆降水測量衛星將提升我國對臺風的監測精度,包括提高對臺風路徑判斷的準確性及對臺風降水量的估計精度。
國際上第一顆主動降水測量衛星是1997年發射如今已退役的TRMM降水衛星,第二顆是2014年發射的GPM降水衛星,兩顆衛星都配有主動降水測量雷達和被動的微波成像儀。與之相比,我國自主研制的這顆降水測量衛星在性能上有了更多提升。
“G星的特色在于搭載的4臺/套業務載荷。包括降水測量雙頻雷達、微波成像儀、中分辨率光譜成像儀、全球導航衛星掩星探測儀。”錢斌介紹。
降水測量雷達屬國內首次研制,從首次概念提出到工程應用前后歷程長達17年。隨著降水測量衛星上天,可“透視”降水三維結構,填補了我國主動降水監測的空白。雷達從衛星上對降水進行測量時,消除地表回波干擾的能力很強,可實現300公里幅寬、250米垂直分辨率下,檢測地球大氣0.2毫米/時的降水強度變化,達到國際先進水平,這意味著從毛毛雨到50毫米/時以上的暴雨都將被G星悉數監測到。此外,該衛星還可以實現對液態、氣態、固態3種降水相態的區分,也就是將能更清楚地對雨、雪還有冰雹進行辨別。
“風云三號03批氣象衛星包含黎明、上午、下午和此次發射的傾斜軌道降水測量4顆氣象衛星。4顆衛星完成在軌布置后,可以把氣象預報的監測精度提高3%。低軌氣象衛星獲取全球資料的時效性將從6小時提高至4小時,災害監測效率將提高1倍。”風云三號G星總指揮李海生介紹。
氣象衛星都會攜帶多種載荷進行定量觀測。除黎明星外,風云三號系列衛星都裝載了微波成像儀。G星搭載的是國內首次實現10.65千兆赫~183千兆赫的9頻點26通道一體化微波成像儀。此外,搭載的中分辨率光譜成像儀將配合星上其他儀器實現降水和云雨大氣參數、云層和大氣水含量的探測;全球導航衛星掩星探測儀將結合導航衛星,通過大氣不同折射率,反推確定對應點的溫度、濕度和壓力。
“G星成功發射后,中國將成為目前全球唯一同時運行晨昏、上午、下午和傾斜4條近地軌道民用氣象衛星的國家。”李海生說。
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