氣象監(jiān)測(cè)儀器“千里眼” 助力產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

   當(dāng)前我國(guó)南方防汛正進(jìn)入關(guān)鍵期，長(zhǎng)江中下游地區(qū)迎來(lái)入汛以來(lái)最強(qiáng)降雨過(guò)程。嚴(yán)峻形勢(shì)下，一顆顆被譽(yù)為“千里眼”的風(fēng)云氣象衛(wèi)星正時(shí)刻緊盯著天氣變化，為人民生命財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航。正是基于這些“守護(hù)者”的辛勤工作，氣象工作者才能完成各種精細(xì)監(jiān)測(cè)和及時(shí)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，助力防災(zāi)減災(zāi)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
　7月4日至6日，國(guó)防科工局與中國(guó)氣象局在北京共同召開(kāi)風(fēng)云衛(wèi)星發(fā)展研討會(huì)，探討我國(guó)氣象衛(wèi)星的發(fā)展?fàn)顩r。
　風(fēng)云衛(wèi)星技術(shù)已達(dá)先進(jìn)水平
　今年第1號(hào)臺(tái)風(fēng)“尼伯特”于7月3日在美國(guó)關(guān)島以南的西北太平洋洋面上生成，未來(lái)有可能影響我國(guó)東南沿海和海域。面對(duì)來(lái)勢(shì)洶洶的臺(tái)風(fēng)，氣象人卻胸有成竹。
　這個(gè)底氣來(lái)自我國(guó)在太空的“千里眼”。中國(guó)氣象局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，從1998年風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星投入運(yùn)行以來(lái)，截至2015年底，中國(guó)氣象局對(duì)西太平洋生成的415個(gè)臺(tái)風(fēng)、登陸或影響我國(guó)的153個(gè)臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了全覆蓋。氣象衛(wèi)星資料的加入，使臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率連年提升，2015年中央氣象臺(tái)臺(tái)風(fēng)24小時(shí)路徑預(yù)報(bào)誤差首次低于70公里，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
　“千里眼”不光能監(jiān)測(cè)臺(tái)風(fēng)，還為提高我國(guó)暴雨、洪澇、干旱、冰雪、沙塵暴、霧霾監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)水平發(fā)揮了重要的作用。中國(guó)氣象局局長(zhǎng)鄭國(guó)光說(shuō)：“風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星已經(jīng)可以提供最高每25分鐘一次全地球圓盤(pán)觀測(cè)、每6分鐘一次區(qū)域觀測(cè)；風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星可每天對(duì)地球同一區(qū)域完成4次三維立體觀測(cè)，光譜范圍從可見(jiàn)光、紅外覆蓋到紫外和微波；衛(wèi)星定標(biāo)、定位和反演技術(shù)接近國(guó)際先進(jìn)水平，衛(wèi)星資料實(shí)現(xiàn)了從定性到定量應(yīng)用的轉(zhuǎn)變，在數(shù)值模式同化資料中占比達(dá)到了54%。”
　中國(guó)航天科技集團(tuán)公司副總經(jīng)理?xiàng)畋ＨA介紹，迄今為止，我國(guó)已成功發(fā)射了14顆氣象衛(wèi)星，其中7顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了極軌氣象衛(wèi)星升級(jí)換代和上、下午星組網(wǎng)觀測(cè)，形成了靜止氣象衛(wèi)星“多星在軌、統(tǒng)籌運(yùn)行、互為備份、適時(shí)加密”的業(yè)務(wù)運(yùn)行格局。
　風(fēng)云衛(wèi)星在多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域提供了重要的基礎(chǔ)遙感資料和產(chǎn)品支撐。目前，國(guó)內(nèi)接收與利用風(fēng)云衛(wèi)星資料的用戶(hù)已超過(guò)2500家，為氣象、海洋、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、交通、航空、航天、環(huán)保等領(lǐng)域提供了大量科學(xué)數(shù)據(jù)，支持了78個(gè)國(guó)家重點(diǎn)科研項(xiàng)目，為我國(guó)防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對(duì)氣候變化、保障生態(tài)文明建設(shè)等作出了重要貢獻(xiàn)。
　目前，我國(guó)風(fēng)云衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)外同類(lèi)衛(wèi)星的先進(jìn)水平，不僅擺脫了發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)和業(yè)務(wù)壟斷，而且確立了我國(guó)在地球觀測(cè)領(lǐng)域的國(guó)際地位。利用風(fēng)云衛(wèi)星反演的海表溫度、長(zhǎng)波輻射、植被指數(shù)、積雪、大氣成分等產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于全球和區(qū)域性氣象與氣候變化業(yè)務(wù)，為全面加強(qiáng)應(yīng)對(duì)氣候變化能力建設(shè)提供客觀科學(xué)依據(jù)，同時(shí)提升我國(guó)參與全球競(jìng)爭(zhēng)的能力，增強(qiáng)了我國(guó)在相關(guān)國(guó)際活動(dòng)中的話(huà)語(yǔ)權(quán)。
　時(shí)空分辨率仍是短板
　風(fēng)云氣象衛(wèi)星在國(guó)際觀測(cè)領(lǐng)域的地位越來(lái)越高，影響越來(lái)越大。風(fēng)云氣象衛(wèi)星以其先進(jìn)的技術(shù)水平、運(yùn)行的可靠性和較高的穩(wěn)定性，與美國(guó)、歐洲風(fēng)云氣象衛(wèi)星一起成為全球?qū)Φ赜^測(cè)網(wǎng)中名副其實(shí)的主力軍，承擔(dān)起全球?qū)﹃懙亍⒋髿?、海洋、地表環(huán)境全天候連續(xù)觀測(cè)的責(zé)任。
　然而，風(fēng)云衛(wèi)星仍有不少短板亟待補(bǔ)齊。就在前不久，江蘇鹽城北部受強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)影響，出現(xiàn)強(qiáng)陣風(fēng)、冰雹和強(qiáng)降水等極端天氣，短短幾十分鐘，就造成特別重大災(zāi)害，人員傷亡損失慘重。面對(duì)越來(lái)越頻發(fā)的極端天氣，風(fēng)云衛(wèi)星在監(jiān)測(cè)方面頗感力不從心。
　“從衛(wèi)星傳回的鹽城龍卷風(fēng)發(fā)生時(shí)的可見(jiàn)光圖像來(lái)看，暴露了風(fēng)云衛(wèi)星在兩方面的不足：一是衛(wèi)星資料空間、時(shí)間分辨率不夠，影響小尺度強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)上沖云頂特征連續(xù)監(jiān)測(cè)和清晰識(shí)別；二是靜止衛(wèi)星目前還不能穿透云層看到云團(tuán)內(nèi)部，無(wú)法獲得垂直運(yùn)動(dòng)等更多信息。”國(guó)家衛(wèi)星氣象中心主任楊軍說(shuō)。
　氣象專(zhuān)家表示，中小尺度災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警需要具有更高時(shí)空分辨率的觀測(cè)，需要提高風(fēng)云氣象衛(wèi)星觀測(cè)的時(shí)空分辨率，以有效防范氣候變暖背景下呈多發(fā)、重發(fā)態(tài)勢(shì)的氣象災(zāi)害和衍生災(zāi)害，保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。
　然而，我國(guó)氣象衛(wèi)星核心遙感儀器的時(shí)間空間光譜分辨率主要性能指標(biāo)仍落后于美國(guó)、歐洲、日本的氣象衛(wèi)星。“風(fēng)云氣象衛(wèi)星的發(fā)展面臨‘慢進(jìn)則退’的挑戰(zhàn)，需要我們瞄準(zhǔn)國(guó)際市場(chǎng)先進(jìn)氣象衛(wèi)星技術(shù)前沿，認(rèn)真謀劃、加倍努力，保證在國(guó)際上占有一席之地。”鄭國(guó)光強(qiáng)調(diào)。
　按需布局創(chuàng)新發(fā)展
　風(fēng)云衛(wèi)星是我國(guó)自主研發(fā)的系列氣象遙感衛(wèi)星，經(jīng)過(guò)幾十年來(lái)氣象科技工作者和航天科技工作者的不懈努力，風(fēng)云系列衛(wèi)星走過(guò)了從無(wú)到有、從小到大、從弱到強(qiáng)的發(fā)展之路，已成為全球?qū)Φ赜^測(cè)業(yè)務(wù)衛(wèi)星序列的重要成員，并步入了先進(jìn)國(guó)際氣象衛(wèi)星的行列。
　鄭國(guó)光表示，風(fēng)云氣象衛(wèi)星發(fā)展到今天，應(yīng)該擺脫延續(xù)固定思維和簡(jiǎn)單模仿國(guó)外的做法，對(duì)氣象衛(wèi)星的軌道提出更加合理的布局，要在傳承大的綜合衛(wèi)星平臺(tái)同時(shí)，根據(jù)實(shí)際需要探討利用新的平臺(tái)，研究發(fā)展單一任務(wù)的小衛(wèi)星。要進(jìn)一步分析應(yīng)用需求和技術(shù)指標(biāo)關(guān)系，提出更加符合實(shí)際需求的技術(shù)指標(biāo)體系，加強(qiáng)關(guān)鍵部件的功能，擺脫對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴(lài)，提升衛(wèi)星平臺(tái)和遙感儀器的質(zhì)量和技術(shù)水平。
　此外，鄭國(guó)光提出，協(xié)同發(fā)展也很重要，構(gòu)建對(duì)地觀測(cè)的新體系，遵循衛(wèi)星研發(fā)的客觀規(guī)律，做到遙感儀器研發(fā)先于衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展、應(yīng)用技術(shù)研究先于應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)。“建議將風(fēng)云氣象衛(wèi)星的觀測(cè)與地基空基觀測(cè)進(jìn)一步統(tǒng)籌考慮，推動(dòng)天地空一體化的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)優(yōu)化，同時(shí)作為國(guó)家空間基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，不僅充分發(fā)揮大氣遙感衛(wèi)星的作用，也應(yīng)該結(jié)合國(guó)家的需求，發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，與陸地遙感和海洋遙感衛(wèi)星系列共同協(xié)作，形成我國(guó)對(duì)地觀測(cè)的新體系。”
　在衛(wèi)星應(yīng)用方面，鄭國(guó)光強(qiáng)調(diào)，應(yīng)該充分利用移動(dòng)互聯(lián)、智能終端、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)，充分考慮統(tǒng)籌用戶(hù)一般性需求和專(zhuān)業(yè)用戶(hù)個(gè)性化需求，建立完善高效便利的數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)，強(qiáng)化風(fēng)云衛(wèi)星和其他衛(wèi)星資料綜合應(yīng)用，提高氣象監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)服務(wù)等能力和水平，提高風(fēng)云氣象衛(wèi)星綜合應(yīng)用效率。
　“未來(lái)10到15年，將是我國(guó)氣象衛(wèi)星快速發(fā)展的黃金期。”國(guó)防科技工業(yè)局副局長(zhǎng)吳艷華說(shuō)。