作者:辛雨 来源:中国科学报 发布时间:2021/6/5 9:24:45
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又一颗慧眼 静观风云

 

6月3日00时17分,风云四号B星在西昌卫星发射中心成功发射,风云四号A星终于盼来了可以并肩作战的“好兄弟”。

我国已成功发射18颗风云气象卫星,目前7颗卫星在轨运行,包括4颗静止轨道气象卫星和3颗极轨气象卫星。其中,风云一号和风云三号属于极轨气象卫星,可以获取全球观测数据,是实施全球监测的“巡逻兵”;风云二号和风云四号属于地球静止轨道气象卫星,相对地球静止不动,可以获取我国所在区域的连续动态观测数据,是坚守岗位的“哨兵”。

风云四号B星(FY-4B)是中国新一代静止轨道气象卫星的首发业务星,卫星设计寿命7年,在风云四号科研试验星风云四号A星(FY-4A)成功的基础上,风云四号业务星FY-4B的性能均进行全面提升。

“法宝”在手:高频高精高灵敏

风云四号气象卫星工程地面系统总指挥魏彩英介绍,此次发射的FY-4B搭载了4套高性能定量遥感有效载荷:静止轨道辐射成像仪、静止轨道干涉式红外探测仪、快速成像仪和空间环境监测仪器包。

其中,新增的快速成像仪将是世界上首台在静止轨道昼夜高频次成像的定量遥感仪器。“速度快、分辨率高、响应灵活,这是一个面向未来应用的载荷。” 风云气象卫星工程副总设计师张志清表示。

该快速成像仪通过长线列探测器、离轴三反光学系统结合二维灵活扫描成像,可对2000km×2000km的区域进行每分钟一次的高频观测,小区域的成像时间更短,且空间分辨率达到了静止轨道气象卫星的全球最高——250m。

FY-4B装载的静止轨道辐射成像仪,在FY-4A 14个观测通道的基础上,增加了一个水汽探测通道,并对部分通道的光谱进行调整,提高了精细化观测水平。

同时,FY-4B对静止轨道干涉式红外探测仪观测谱段进行了优化,将空间分辨率从16km提高到12km,能提供更加精确的高光谱大气辐射和温、湿度廓线等产品。

此外,除了配备FY-4A的高能粒子探测器和中能电子探测器,FY-4B空间环境监测仪器包还新增了中能和低能粒子探测器、灵敏度更高的磁场探头以及能实现三个方向各5种屏蔽厚度探测的辐照剂量仪……这些“神器”,为空间天气预报预警提供了更多可靠信息。

0.05℃!精确感知大气变化

据介绍,FY-4B入轨后,将提供比FY-4A更高的探测灵敏度和探测精度,可在36000km距离精确感知到地球大气0.05℃的温度变化,其温度探测结果与真实值的偏差在0.5℃以内,相比FY-4A提高1倍。可为区域数值天气预报提供更高精度的初始场资料数据,提高对突发天气的预报精度。

魏彩英表示,利用装载的先进的静止轨道辐射成像仪,B星可对陆地、海洋、云和大气等地球环境参数进行高精度、多光谱定量遥感,直接服务天气分析和预报、气候预测以及环境和灾害监测。

多通道云图数据可以用来捕捉不同的天气变化,通过观察云的运动还能辅助捕捉风的信息。通过多通道观测,还可捕捉沙尘及其运动信息。陆地观测产品可提供火点信息,辅助森林草原火险监测和扑救工作。

此外,FY-4B装载的静止轨道干涉式红外探测仪,可探测人眼难以捕捉的大气温、湿度廓线信息,为大气做三维CT,晴空大气温、湿度信息可提示未来几小时哪些区域将会发生强对流等极端天气。这意味着,FY-4B可以更加细微地观测天气系统,并在捕捉像龙卷风等小尺度天气系统上具有一定的探索手段。

空间环境监测仪器包可开展空间环境综合探测,实时监测空间粒子、磁场等变化信息,为航天器活动、空间科学研究及空间天气预警预报提供数据支撑。

双星“联手”服务“周到”

据悉,FY-4B的图像定位精度从FY-4A的3km提升到2km,干涉仪的辐射定标精度将从1.5k提升到0.7k,光谱定标精度从10ppm提升到7ppm。地面应用系统采用自主可控信息化技术,数据传输秒级延迟,产品处理时效将由12分钟提升为5分钟。

魏彩英介绍,FY-4B发射后将定点于东经123.5度,与105度的FY-4A相比,观测范围在经度上向东扩展了18.5度,将覆盖更多的太平洋区域。双星“联手”,观测范围将西达印度洋、东逾太平洋国际日界线,不仅完全覆盖我国国土面积,且囊括了西北太平洋、大洋洲等更广阔区域。

为及时将卫星观测信息和遥感产品提供用户,FY-4B将新增公有云技术分发实时服务能力和创新服务平台,应用多中心分布式协同服务,具备日检索与外网数据下载服务能力优于15TB,比FY-4A提升50%,实现海量数据快速服务全球用户。

魏彩英表示,作为风云四号系列首颗业务星,FY-4B的成功发射将实现我国静止气象卫星观测业务的升级换代,将建立中国新一代静止轨道气象卫星“双星运行、在轨备份”的业务格局,标志着我国第二代静止气象卫星全面进入业务服务阶段。

“风云四号B星的在轨应用将有效提升我国天气预报、气象防灾减灾、应对气候变化、生态环境监测和空间天气监测预警能力,有力支撑国家经济建设、防灾减灾、生态文明建设。”魏彩英说。

 
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