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作者:简尚波 来源:21世纪经济报道 发布时间:2008-6-5 10:38:49
“风云三号”升空背后:从短期预报到中期预报
 
6月3日,中国气象局国家卫星气象中心主任杨军和同事一道来到机房,打开仪器,接收来自风云三号卫星(下称FY-3)发来的云图,此时距离5月27日成功发射时间已经7天。这颗卫星的测试时间约4-6个月,设计寿命为3年。
 
从1988年9月我国成功发射了风云一号气象卫星以后,中国先后发射了以风云命名的系列气象卫星8颗,目前“风云一号”D星和“风云二号”C星、D星在轨稳定运行。
 
从短期预报到中期预报
 
气象卫星的主要任务是提供天气预报,但中国目前主要提供的是短期预报,对于3天以上的中期天气预报,准确度大大降低。比如,对今年初发生在我国南方的罕见冰雪灾害,气象预警能力就还存在提高空间。
 
中国工程院院士、风云三号遥感仪器顾问、原风云一号卫星负责人龚惠兴分析说,“中国中期天气预报只能做到4-5天,而世界上做得好的可以7-8天。”
 
目前,风云卫星系列有极地轨道和地球同步轨道的气象卫星两种,最先发展的第一代极地轨道卫星,从1988年到今年,共发射了4颗。FY-3属于第二代极轨气象卫星。
 
龚惠兴透露,最早发射的极地轨道卫星,以可见红外的扫描辐射计为主要载荷,既可以成像,也可以测量辐射强度。该辐射计通过展示地球大气的比如云图等二维图象,对于提供24至72小时的短期天气预报,观测水灾、海岸、河水、农作物等,都有很多运用,但对于3天以上的天气预报,准确度有限。
 
天气预报按照时间的长短划分为短时、短期、中期和长期天气预报四种,其中,短期预报是指对未来72小时内逐日天气预报,中期预报一般是指3-15天内的预报,也有认为是指3-30天之内的预报。龚惠兴指出,目前,FY-3先定的预报目标是最长15天。
 
FY-3的发射,其中一大任务就是促进中期预报的准确度提高。
 
提高预报准确度
 
专家指出,FY-3的一大改进就是其探测仪器实现对于大气温度、湿度、压力、风力等参数的三维探测,从而将大大提高天气预测的准确度,使得中期预报成为可能。
 
国家卫星气象中心研究员、风云三号卫星地面应用系统总师董超华告诉记者,FY-3是第二代极地轨道卫星,相应的,给地面应用系统带来了很大难度,一是规模要求大,二是技术要高。
 
董超华透露,1988年我国第一颗极地卫星,只有1个仪器,5个光谱通道。到风云一C和风云一D,也是1个仪器,但有10个探测通道。目前,FY-3则拥有11个仪器,100个探测通道。
 
风云一号采用的就是一种二维成像仪器。而FY-3在成像仪器基础上,又增加了大气探测仪器,从而使FY-3在红外、可见光的基础上,新增了微波和紫外相关仪器,使得光谱范围大大扩大,实现了对大气的温度、湿度、压力、风力等参数的三维观测,对于地球环境、大气等参数的综合探测能力大大增加。
 
龚惠兴指出,要做中期天气预报,光看图不行,还必须用数值天气预报,方法是把地球的温度、压力、风向、水气等等这些参数用方程组来描述。通过对于全球大气运动的动力方程以及热力学方程用计算机求解,可以得出较长时间的天气变化趋势。
 
而这个工作,还必须知道大气从地面到高空的温度、湿度、压力、风向等的一些特殊的变化。所以,为了天气中长期预报的目的,必须解决大气从地面到高空的温度、水气、压力、风向等等一些参数的立体分布。
 
目前,部分探测仪器尚未打开。这些仪器陆续工作之后,通过测量、标定、试运行等,“对于提高我国的天气预报,特别是中期数值天气预报的准确度是非常有利的。”龚惠兴称。
 
董超华称,因为空间分辨率比较高,仪器比较多,可以对降水、云的性质和类型等进行分析,对于大气热力状况也可以做精细化的分析,这样不仅可以提高天气预报的精确性,同时可以对大气的成分,比如臭氧、紫外等,提供分析资料。
 
“FY-3对于提高气象预报的最大科学性就是探测大气物理参数,以及图像。有了云图跟大气的三维的物理参数,我们知道了大气的物理现状,然后预测将来的发展。”龚惠兴说。
 
不过,国家卫星气象中心主任杨军告诉记者,FY-3是否对气象监测实现新的突破,目前还在测试阶段,还不好下定论。
 
地面应用系统的相应变化
 
气象卫星通过地面应用系统来接收信号,此外还承担处理、传输、存档、对外服务等功能。
 
据董超华透露,该系统目前已经初具规模:在原来的基础上,为配合FY-3,系统新增了佳木斯和瑞典地面站,从而有3个国内地面站和1个国外地面站,这对于数据使用实效会有比较大的提高。新增地面站建成后投入使用的时间已达一年多。
 
“从目前接收的数据来看,这几个站功能和性能都算是不错的,接收的质量还不错。当然,详细的,因为我们还有一个在轨测试,还会进行进一步的评价。”董超华说。
 
据董超华透露,地面应用系统等在轨测试4-6个月以后,会对于卫星状态、功能等进行评价。而真正的运用要在测试之后,进入试运行,之后是业务运行,不断提供产品,实现更多的用途。
 
目前,在人类所有自然灾害之中,由气象直接引起的灾害或者间接引起的次生灾害大概占总灾害的90%。比如,泥石流和滑坡都是由下雨引起的。
 
董超华说,气象卫星可以对环境进行监测,尤其,它对于探测的空间分辨率从1公里增加为250米。因而对灾区的大气中的云、植被、水气等的探测还是提高了。
 
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