4月16日9時36分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征四號乙運載火箭成功將風(fēng)云三號G星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。
4月16日9時36分，我國首顆低傾角軌道降水測量衛(wèi)星——風(fēng)云三號G星，搭乘長征四號乙運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。
這是繼美國、日本聯(lián)合發(fā)射專用降水測量衛(wèi)星后，國際上第三顆發(fā)射的主動降水測量衛(wèi)星，全球降水星家族首添“中國造”。自此，我國成為全球唯一同時業(yè)務(wù)運行晨昏、上午、下午和傾斜四條近地軌道民用氣象衛(wèi)星的國家。
風(fēng)云三號G星考核壽命為6年，由中國航天科技集團有限公司第八研究院抓總研制，地面應(yīng)用系統(tǒng)由中國氣象局負責(zé)研制建設(shè)和運行。這顆新發(fā)“降水星”有何亮點?將如何更精準地預(yù)報天氣?
對降水進行“CT”掃描
“風(fēng)云三號G星的發(fā)射有助于發(fā)揮我國低軌氣象衛(wèi)星觀測網(wǎng)的整體優(yōu)勢，顯著改善全球暴雨等災(zāi)害早期預(yù)警能力。”中國氣象局局長陳振林說。
傳統(tǒng)降水資料的獲取主要通過雨量計、地基雷達等手段，但地面設(shè)備配置數(shù)量有限且分布不均，難以獲取大范圍高空間分辨率的地面降水信息。
“一方面地基降水測量雷達在海上有大量盲區(qū)，而海上的臺風(fēng)是影響我國非常重要的天氣系統(tǒng)，此前我們對臺風(fēng)降水的監(jiān)測缺乏精確手段;另一方面則是地形的遮擋，比如在西南地區(qū)山區(qū)，大量的地形遮擋使得地面雷達也存在諸多監(jiān)測盲區(qū)?！眹倚l(wèi)星氣象中心副主任張鵬說，衛(wèi)星能夠彌補這些盲區(qū)。
據(jù)第八研究院風(fēng)云三號G星總師錢斌介紹，風(fēng)云三號G星搭載了我國首套“空中雨量計”——星載Ku、Ka雙頻降水測量雷達，將雷達觀測分辨率高和衛(wèi)星觀測范圍廣的優(yōu)勢結(jié)合起來。該星具備自上而下獲取三維結(jié)構(gòu)信息的能力，就如同對大氣降水進行“CT”掃描，獲得降水精細的立體結(jié)構(gòu)信息。
此外，風(fēng)云三號G星Ku頻段和Ka頻段雷達同步工作，可以利用大氣中不同高度層的降水粒子對兩個頻段雷達輻射微波信號反射率不同的特性，區(qū)分雨和雪，并對降水進行精確估計。Ku頻段善于探測強降水，Ka頻段善于探測弱降水。兩者結(jié)合的雙頻探測，能精準感知407公里軌道高度內(nèi)地球大氣0.2毫米/小時如毛毛雨般的降水強度變化。
首次運行于低傾角軌道
與很多低軌衛(wèi)星采用太陽同步軌道不同，風(fēng)云三號G星采用傾角為50度的軌道，首次運行于低傾角軌道。
“太陽同步軌道的傾角略大于90度，衛(wèi)星每一圈都會經(jīng)過地球南北極，其針對極區(qū)觀測效率較高，但對中低緯度地區(qū)觀測效率偏低。而風(fēng)云三號G星的主要觀測對象是大多發(fā)生在中低緯度地區(qū)的降水。”錢斌說，風(fēng)云三號G星采用低傾角軌道，其運動范圍集中在南北緯50度之間，能夠更高效、更精準地觀測地球降水。
選用低傾角軌道也面臨外部熱環(huán)境的挑戰(zhàn)。對運行在這種軌道上的衛(wèi)星，太陽一段時間內(nèi)會照射衛(wèi)星左側(cè)面，過一段時間又照射右側(cè)面。為確保衛(wèi)星始終以同一側(cè)面向太陽，穩(wěn)定外部熱環(huán)境，科技工作者為風(fēng)云三號G星量身定制了一套自動掉頭模式，以自動旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)前后掉頭，始終以同一側(cè)面向太陽，保障儀器處于舒適溫度區(qū)間。
為災(zāi)害性降水提供
高精度觀測資料
中國氣象局副局長曹曉鐘表示，風(fēng)云三號G星是我國首顆對降水進行主動測量的衛(wèi)星，通過星地雷達融合應(yīng)用可實現(xiàn)全球三維大氣、云和降水結(jié)構(gòu)探測，將應(yīng)用于臺風(fēng)、暴雨和其他極端災(zāi)害性天氣監(jiān)測預(yù)報，同時在生態(tài)環(huán)境、能源、農(nóng)業(yè)、健康等領(lǐng)域發(fā)揮作用。
在壽命周期內(nèi)，風(fēng)云三號G星將有效監(jiān)測海上臺風(fēng)內(nèi)部云、雨的發(fā)展過程，為暴雨、暴雪等災(zāi)害性降水提供高精度觀測資料，進一步提高全球數(shù)值天氣預(yù)報效能。
針對我國降水氣候?qū)W特征，風(fēng)云三號G星將著重開展其資料在華南和江淮暴雨監(jiān)測分析及預(yù)報中的應(yīng)用研究，青藏高原地區(qū)降水氣候?qū)W研究以及北方冷云降水特征機理研究。未來6個月，風(fēng)云三號G星將充分驗證衛(wèi)星平臺、載荷、星地一體化指標，并全力應(yīng)對主汛期暴雨、臺風(fēng)等氣象災(zāi)害。
截至目前，我國共有8顆風(fēng)云氣象衛(wèi)星在軌運行，正持續(xù)為全球126個國家和地區(qū)提供數(shù)據(jù)產(chǎn)品和服務(wù)。
