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做中学:从“拍照”到“做CT”气象卫星
发布时间:2026-09-02
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        风云一号C星是“争气星”的代表。1999年5月10日,风云一号C星成功发射并首次实现了业务化应用,完成了中国气象卫星研制史上由屡遭挫折到圆满成功的完美转身,开启了长寿命高可靠性卫星运行的历史。
  风云二号卫星发射成功了,但云图动画存在明显的抖动,特别是在卫星发生故障后,云图几乎成了“废图”。当时世界上所有的静止卫星都存在动画抖动的情况,但是风云卫星的图像抖动更加严重。这样是不能接受的。
  于是,科学家仔细地对云图逐幅进行了分析,将它们按照时间顺序放在一起观察,发现地球圆盘在卫星云图上呈周期性摆动和旋转,周期恰好等于卫星围绕地球公转一周所需的时间。这说明抖动是有规律的,一定是受到某种规律支配的结果。于是科学家验算卫星定位公式。经历1000多个日夜,我们推算出基础公式存在的错误。在风云二号C星发射前一个月,我们在国际上率先解决了静止气象卫星云图抖动问题。在此基础上,我们全面实现了风云二号卫星图像的实时、全自动、像元级高精度定位,开发出20种定量产品
  从风云一号到风云四号,科学家实现了从“给大气拍照”到“给大气做CT”的跨越。这种技术代差意味着什么?从“给大气拍照”到“给大气做CT”这个比喻很贴切。早期的风云一号是极轨卫星,它的运行轨迹就像一个人大致沿着子午线在南北方向上绕着地球跑。卫星每隔约12小时会经过地球同一地点上空,拍下大气观测“快照”。风云二号是静止卫星,定点在赤道上空三万六千公里的高空,相对于地面不动,可以持续盯着一个区域看,就像是装了一台“监控摄像头”。
  到了风云三号和风云四号,就不只是“拍照”了。风云三号可以精准获取高空至地面大气温湿压数据,定量监测温室气体、气溶胶等生态环境要素。风云四号这样的三轴稳定卫星,装载了多种遥感探测仪器,可以全面提高对地球表面和大气物理参数的多光谱、高频次、定量探测能力。
  打个比方,以前我们只能看到云长什么样、往哪儿飘,就像看一个人的外表;现在我们能“透视”大气的内部结构——温度怎么分布、湿度怎么变化、风怎么流动,就像给大气做“CT扫描”。
从风云二号到风云四号,全圆盘成像时间从30分钟减少到5分钟。我们也在世界上首次实现静止轨道高光谱探测。有了这些三维的、定量的数据,天气预报才能从“大概率”走向精准化。
    以风云四号C星为代表的新的“太空之眼”,如何帮助预报员精准锁定暴雨、台风?风云四号C星核心优势是“多维度同步观测”。C星搭载的新一代闪电成像仪以2000帧/秒的高帧率对我国全疆域及周边约1000万平方公里区域开展连续凝视观测。今年汛期中,风云四号闪电成像仪与辐射成像仪云图融合应用,实现了对对流云团演变过程和闪电活动的同步捕捉。这意味着,预报员不仅能看云长什么样、如何变化,还能同时看到云里面有没有闪电、闪电能量有多强。这为精准研判强对流发展趋势增添了新的“观测维度”。
      与风云四号A星同类载荷相比,C星在覆盖范围、探测能力和定位精度等方面实现了显著提升。对于海洋、山区、高原等观测资料相对有限的区域,新增的闪电数据极大地丰富了业务人员可用的信息源。目前,风云四号B星与C星的双星协同观测模式已进入常态化业务应用阶段。(改编自科技日报 2026年9月2日)

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