“我國新一代靜止軌道氣象衛星風雲四號已處於初樣研製階段，明年可轉入正樣研製。目前研製工作正按計劃推進。”國家衛星氣象中心風雲二號和風雲四號氣象衛星地麵應用係統總設計師張誌清近日接受科技日報專訪時透露。
記者從中國航天科技集團公司了解到，曆經40多年的艱苦探索，我國走出了一條具有中國特色的獨立自主的氣象衛星發展道路。自1988年發射第一顆氣象衛星——風雲一號太陽同步軌道氣象衛星至今，我國已成功發射了12顆氣象衛星，目前7顆衛星在軌穩定運行。中國風雲衛星逐步完成了從試驗應用型向業務服務型的轉變，形成了區域高頻次觀測和全球觀測的格局，實現了業務化、係列化的發展。
全球綜合地球觀測係統的重要成員
1969年，麵對嚴峻的防災減災形勢，周恩來總理高瞻遠矚地提出“應該搞我們自己的氣象衛星”。上世紀70年代初，我國開始接收利用國外氣象衛星資料，同時研製自己的氣象衛星。經過幾代人的艱苦努力，我國氣象衛星事業發展迅速，風雲衛星的國際地位和影響力不斷提高。
張誌清介紹，風雲係列氣象衛星分為兩類，編號為奇數的是極軌氣象衛星，偶數的是靜止軌道氣象衛星。
據了解，該係列衛星在研製過程中，掌握了多項國際先進的關鍵技術。與第一代極軌氣象衛星風雲一號相比，新一代極軌氣象衛星風雲三號實現了從單一遙感成像到地球環境綜合觀測，從光學遙感到微波遙感，從公裏級分辨率到百米級分辨率，從國內接收到極地接收，從單星觀測到雙星組網觀測五大技術跨越，填補了國內衛星平台、有效載荷研製等方麵的技術空白。近日，風雲三號地麵應用係統已通過業務驗收。
風雲二號衛星則突破了靜止軌道氣象衛星高精度、高穩定度的對地掃描成像並定量獲取雲和地表物理參數的探測能力。中國航天科技集團公司八院風雲二號衛星項目總指揮徐博明表示，該係列衛星位於赤道上空，用“凝視”的方式，對東半球大氣運動情況進行觀測，覆蓋地球三分之一，其投入運行後，已成為我國天氣預報不可或缺的大氣天基觀測基礎設施。
與之相比，風雲四號係列衛星又將發生很大變化。張誌清說，作為高軌地球遙感衛星，風雲四號將首次采用三軸穩定姿態控製方式，有一個儀器安裝麵始終對地球，可以實現大氣垂直探測，其觀測的時間分辨率和區域機動探測能力大有提高。
一些在自旋衛星上不能安裝的探測設備，將可以在風雲四號上工作。張誌清表示，該衛星將安裝多通道掃描成像輻射計、幹涉式大氣垂直探測儀、閃電成像儀和空間天氣監測儀器4種有效載荷，可實現多種遙感儀器的綜合探測。此外，其設計壽命、衛星功能及技術性能指標均有大幅提高。
在兩代衛星的跨越中，我國部分氣象衛星技術已經達到了國外同類衛星的先進水平，成為世界上第三個同時擁有地球靜止軌道氣象衛星和太陽同步軌道氣象衛星的國家，確立了在地球觀測領域的國際地位。
如今，我國風雲氣象衛星已被世界氣象組織納入全球業務應用氣象衛星序列，成為全球綜合地球觀測係統的重要成員，與歐美國家的氣象衛星一起，形成了對地球大氣、海洋和地表環境的觀測網。目前風雲氣象衛星獲取的數據被近百個國家和地區接收，並獲得高度評價，產生了重要的國際影響。
在經濟社會發展中功不可沒
“據不完全統計，全國共有3000多個台站對準風雲二號，獲取雲圖。”徐博明介紹說，“目前該係列衛星已生成陸地區域雲圖、海溫、降水、雲分類等幾十種產品。”
風雲係列衛星投入業務運行以來，我國氣象衛星應用進入成熟發展階段，逐步形成了“業務穩定可靠、產品適用定量、信息充分共享、服務優質高效”的應用格局。
氣象衛星的應用深度和廣度明顯提升，在政府決策、防災減災以及國防建設中發揮了顯著作用。
我國自然條件複雜，是世界上自然災害影響最嚴重的國家之一。其中氣象災害種類多、強度大、頻率高，占各類自然災害的70%以上，隨著國民經濟的快速增長，其造成的損失也越來越大。而氣象衛星遙感信息則廣泛應用在對台風、火情、幹旱、暴雨、冰雹、寒潮等災害的監測和預報，在對積雪、水環境、湖泊藍藻、海冰、全球臭氧、空間天氣等方麵的監測和預報中，也發揮著不可替代的作用。此外，在北京奧運會、上海世博會和廣州亞運會等重大活動氣象保障，以及汶川和玉樹特大地震、舟曲泥石流等突發性自然災害救災服務中，氣象衛星都功不可沒，已成為影響國家經濟和社會穩定和諧發展的重要部分。
“氣象災害預報，不僅不能遺漏，對其發生時間、地點、範圍的預報還要更快，更精準，以進一步減小損失。這始終是我們努力的方向。”徐博明介紹，在1月13日成功發射的風雲二號F星上，研究人員進行了多項技術改進。
“在對地觀測方麵，我們對風雲二號F星定量化產品反演精度提出了更高標準，因而通過提高其掃描輻射計5個探測通道的光譜限要求，提升了定量應用水平，力求使天氣預報數字化預測登上新台階。”徐博明說，“同時，地球天氣變化也會受到空間環境的影響，因此采用了先進的空間環境監測器，使該衛星對太陽X射線強度波動，以及高能重粒子、高能電子、高能質子流量等方麵的監測能力顯著增強。”
今後10年我國將發射13顆氣象衛星
根據我國航天的發展戰略，未來將進一步完善風雲衛星係列，加強長期、連續、穩定的業務服務能力，在質量和效益上取得長足的提升。
據航天科技集團介紹，目前正在研製的風雲四號衛星探測功能、技術性能將與國際先進水平相當，預計將於2015年前後發射首顆試驗星。
“風雲四號係列計劃發展光學和微波兩種類型的衛星。”張誌清說。
他表示，目前的風雲二號係列衛星采用的是可見光遙感和紅外遙感技術。當遇到雲和雨，無法穿透探測其內部特性和結構。為此，我國正積極推進微波衛星的研製立項。張誌清說，微波遙感能夠穿透雲和雨，高頻次觀測其內部溫、濕分布，雲特性和熱力學結構，將對天氣預報、氣象災害監測起到非常重要的作用。“風雲四號微波衛星正處於關鍵技術的攻關階段，或在2020年前後開展業務。”
據悉，我國今後10年還將陸續發射13顆氣象衛星。按照計劃，在目前已經建立的以風雲二號、風雲三號係列衛星為代表的高、低軌道相結合的業務觀測網的基礎上，2018年前後實現業務靜止氣象衛星的升級換代，實現極軌氣象衛星上午星、下午星和降水測量雷達星三星組網觀測，在自然災害、環境、農業、生態、海洋等方麵的監測能力將明顯加強。
