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风云气象卫星事业50年! 从零追赶部分领域已成世界独一无二

2020-10-10 18:05 中国天气网   

中国天气网讯 近日,风云气象卫星事业50周年媒体通气会在中国气象局举行,国家卫星气象中心主任、风云气象卫星工程总设计师杨军介绍了我国风云气象卫星事业50年发展历程,同时邀请风云四号卫星系统总设计师董瑶海、风云气象卫星工程副总设计师杨忠东、风云气象卫星工程副总设计师唐世浩等三位专家解答了风云卫星在各领域的发展和应用情况。

风云气象卫星事业50年! 从零追赶部分领域已成世界独一无二

图为风云气象卫星事业50周年媒体通气会现场。(朱茜/摄)

2020年是风云气象卫星事业发展50周年。50年来,在党和国家领导人的亲切关怀下,气象和航天科技工作者不断攻坚克难、求实进取,我国风云气象卫星事业从零起步、发展迅速、成绩瞩目。迄今,我国已成功发射17颗风云系列气象卫星,目前7颗在轨运行,形成了极轨、静止两个系列化、业务化的综合观测星座,实现了对大气及地球多圈层系统全球化、精细化综合探测能力,气象卫星综合性能达到世界先进水平。

“风云卫星的发展是我们国家举国体制的一个成功缩影。”杨军介绍,“风云卫星是在我们国家在技术比较落后、国力不足的时候搞的大系统工程。从一开始都是党和国家的领导亲自关心,亲自指挥,亲自决策。”

早在1969年,周恩来总理就高瞻远瞩地提出“要搞我们自己的气象卫星”,并于1970年亲自批准下达气象卫星研制任务。1988年9月7日,我国用长征四号运载火箭成功发射风云一号A极轨气象卫星,获取了清晰的遥感图像。1997年6月10日,我国用长征三号运载火箭将风云二号A静止气象卫星送入太空,标志着我国继美国、欧盟之后,成为第三个同时拥有极轨和静止气象卫星的国家(地区),从此告别了完全依赖外国气象卫星数据的历史。

“风云一号是我们国家现在所有对地民用遥感卫星的老大,风云二号是我们国家对地观测卫星静止轨道的老大,它们在我们国家的气象航天史,都具有划时代的意义。”

杨军介绍道,“风云一号极轨气象卫星发射成功,我们拿到了第一张成图的时候,时任中国气象局局长邹竞蒙先生正在主持国际会议,会上他把第一张图给在座的国内外专家‘秀’了一下,当时全场掌声雷动,中国成为拥有气象卫星的国家这一事实震惊了全世界。党中央、国务院、中央军委也都发电表示祝贺。”

2008年和2010年成功发射风云三号A、B试验星,实现了极轨气象卫星升级换代,卫星载荷数量从风云一号的1个增加到11个,分辨率达到百米量级,实现紫外、可见光、红外和微波的全谱段观测,技术指标与世界先进水平相当,我国气象卫星技术迈入世界先进行列。

风云气象卫星工程副总设计师杨忠东作为风云三号A星研发亲历者,在会上回忆道:“2008年发射的风云三号A星,是极轨第二代第一颗卫星。为集中精力搞研发,我们把技术骨干拉在一个郊外偏远的招待所里封闭,每天上午干四小时,下午干四小时,晚上干四小时。它采用新一代技术,很多工作都是第一次做,所以我们讨论非常激烈,有个同事梦话说的都是讨论的内容。做梦的时候脑袋里转着还是我们卫星工程上的事,这给我的印象非常深刻。”

从零起步到底有多难?“可以说,风云卫星50年过程,每一个航天可能出的问题,一个都没落下我们都遇到过。但失败是成功之母,吃一堑长一智。”杨军说。

卫星成功上天业务化运行后,第一个需要破解的问题就是可靠性和使用寿命。

风云四号卫星系统总设计师董瑶海回忆道:“1988年第一颗星风云一号A星,工作39天。风云一号B星工作了165天,风云二号也是如此,A、B星不是特别长寿成功,第一个需要破解可靠性的问题。”

经过三代人的艰苦努力、重点攻关,解决了影响卫星长寿命运行的技术问题,1999年和2002年成功发射了风云一号C、D业务星,卫星在轨运行寿命分别达到6年5个月和10年,大大超过设计寿命。2004至2008年,成功发射了风云二号C、D、E业务星,在轨运行寿命达到8至10年,形成了静止气象卫星“双星运行、在轨备份”的业务格局,极大地扩展了对地观测范围、增加了观测频次,提升了灾害应急观测能力。

经过50年发展,风云卫星部分领域已“独步天下”。低轨中的250米分辨率的红外通道和高轨中的干涉式大气垂直探测仪,都已成为全世界独一无二的领先技术。此外,我国卫星对大气各种要素的综合探测能力和完整性,以及卫星业务运行的精度和稳定性,也都属于国际先进水平。

风云气象卫星事业50年! 从零追赶部分领域已成世界独一无二

图为广州卫星地面站航拍。(国家卫星气象中心供图)

为确保气象卫星充分发挥作用,中国气象局依靠自主创新掌握了全部核心技术,逐步建成国内规模最大、技术最复杂、功能最先进的气象卫星地面应用系统,实现了系统的业务化稳定可靠运行,运行成功率长期保持在99%以上;自主解决了高精度图像定位关键技术和有效载荷星地一体化高精度定标等关键技术;形成了卫星导风、温度湿度廓线、辐射、云和气溶胶、降水等构成的高质量定量产品体系;建立了由国内7部委11个单位共建共用的中国遥感卫星辐射校正场;风云卫星进入了定量应用的新阶段,被国际同行专家公认为达到了国际先进水平。

截至目前,我国已经成功发射17颗风云系列气象卫星,目前7颗气象卫星在轨运行。

精密的卫星观测是提高气象预报预测准确率和气象灾害监测预警时效的关键。利用风云卫星开展了台风、暴雨、强对流、大雾、沙尘、霾等灾害性、高影响天气以及洪涝水体、森林草原火灾、地表高温和干旱等地表环境的监测,已在2020年长江中下游洪涝灾害、2019年台风“利奇马”、2018年大兴安岭森林扑火人工增雨等灾害监测评估和抢险救灾工作中发挥了重要作用。

特别是在台风监测中,风云卫星发挥着无可替代的作用。自风云二号卫星投入运行以来至2020年8月底,西太平洋生成的566个台风、登陆我国的165个台风监测无一漏网。

风云四号卫星投入运行后,我国对台风、暴雨等灾害天气监测识别时效从15分钟提高到5分钟,暴雨预警准确率提高到89%,24小时台风路径预报平均误差从95公里减小到71公里,优于美国、日本等国。中国气象局初步建成世界一流的防灾减灾预警服务体系,被世界气象组织认定为世界气象中心之一。

此外,在生态遥感服务、保障国家国防建设、监测空间天气、重大活动气象保障等领域提供有力支持!

不仅服务国内,风云静止卫星观测还覆盖自东经4度向东扩展至西经173度,极轨卫星实现每日六次的全球覆盖的观测,可对全球和区域范围内的极端天气、气候和环境事件进行及时高效观测,被世界气象组织纳入全球业务应用气象卫星序列,是全球综合观测系统的重要成员,也是空间和重大灾害国际宪章机制的值班卫星。

目前风云四号卫星正为全球115个国家和地区、国内2700多家用户提供卫星资料和产品。

不久的将来,风云四号B星、风云三号E星也将发射升空。“风云三号E星(发射后)将是国际上在业务卫星上第一个在这个轨道上运行的气象卫星,”杨军介绍道,“它将有助于增强全球数值天气能力,提高预报水平。”

风云四号B星则更值得期待,它是风云四号第一颗业务星,标志着风云四号正式进入业务,将使得我国静止气象卫星和气象业务全方位地升级提速。

“相信不久的将来,在我退休之前,我认为应该是可以看到的,不管是卫星还是应用,我国应该都会达到国际领先水平。”风云气象卫星工程副总设计师唐世浩说道。

 

责任编辑: 3976DBC

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