風云四號衛星升空可監測霧霾 將提高天氣預報精度

昨日0時11分，我國新一代靜止軌道氣象衛星首發星風云四號在西昌衛星發射中心由長征三號乙運載火箭成功發射。衛星的成功發射，將進一步提高天氣預報準確率，顯著提升我國靜止軌道衛星研制和空間觀測應用能力。

原始監測數據是現有衛星60倍

風云四號由中國航天科技集團公司八院總研制，主要功能是對大氣、云層、空間環境進行高時間分辨率、高空間(三維)分辨率、高光譜分辨率觀測，為高精度的天氣分析和預報、短期氣候預測、環境和災害監測、空間環境監測預警等提供服務。

風云四號衛星地面應用系統總師張志清說，按照單星來比較，風云四號的原始監測數據是現在運行的風云2號的60倍，處理生成的產品數據則是其160倍。

新的系統觀測能力顯著提高，不僅眼睛更銳利，空間分辨率最高達500米;反應更敏捷，區域觀測時間分辨率可達1分鐘;光譜分辨率更高，可以看到更多的大氣和地物特征;視覺更獨特，可以監測閃電，還可以剖析大氣，獲取大氣三維溫濕度結構。

風云四號靜止氣象衛星高時空分辨率成像資料、閃電監測資料、大氣三維溫濕度探測資料和空間天氣監測資料將在天氣監測與預報、氣象防災減災、應對氣候變化、生態環境監測、航空和空間天氣等領域得到廣泛應用。

提高短期臨近天氣預報的精度

據張志清介紹，目前氣象監測手段有地面探空站、雷達、空中觀測，以及衛星監測等。

探空站間隔200公里左右，每天只探測兩次，格點大、頻次低，很難準確反應大氣變化。并且探空只有陸地上有，海洋中則沒有。而自動氣象站只能觀測地面數據，雷達則只有在將要下暴雨、云層較厚的時候，信號才能反射回來，當晴空無云的時候，信號都散射掉了，無法回收。所以，這些因素決定了要發展靜止氣象衛星。

風云四號衛星則首次在靜止衛星上裝載干涉式紅外大氣探測儀，將實現對我國及周邊地區1小時一次、間隔只有16公里的大氣溫濕分布的垂直探測，彌補陸地探空站點稀少、時間頻次有限的不足;再輔以高密度云導風資料，水汽等高精度定量監測產品，將提高數值天氣預報特別是區域數值預報的精度，進一步提高短期臨近預報的精度。

- 看點

1 3.6萬公里外可測青海湖水0.1℃變化

風云四號衛星選擇青海湖為定標場，需要在36000公里之外的赤道上空對湖水溫度的測量絕對誤差小于1℃，同時，當湖水溫度變化0.1℃時能夠準確感知出來。

風云四號衛星系統總師董瑤海說，他前幾年去歐洲談合作的時候，歐洲有一個測量儀器，叫角編碼器，對方開價要5000萬歐元。我們的技術專家團隊開展了自主研究，風云四號的這些技術，是我國科學家用5年的時間突破的。

國防科工局系統工程司副司長趙堅介紹，風云四號衛星首次使用了全新研制的SAST5000平臺，實現了高空對地球的24小時凝視，對地觀測時間利用率接近80%，將為穩定的氣象業務觀測提供有效支撐，總體達到國際先進水平。

與風云二號相比，掃描輻射計從5通道增加到14通道，覆蓋3個可見光和11個短波紅外、中波紅外和長波紅外等波段，通道數量提升近3倍。同時，成像時間分辨率提高一倍，單星即可完成風云二號雙星組網才能實現的15分鐘全圓盤成像，區域觀測能力超過風云二號，只需1分鐘。

2 成像儀可監測霧霾時空變化

國防科工局系統工程司副司長趙堅介紹說，風云四號攜帶的高光譜分辨率成像儀觀測資料可以反演大氣氣溶膠光學厚度，監測大氣污染物的時空變化，這是靜止氣象衛星的最大特點，為污染監測及防控提供重要數據。

張志清說，從目前觀測來看，PM2.5和PM10目前基本和污染氣體的分布密切相關，霧霾中有一定的污染。風云四號可以靜止在赤道上空，能夠對它覆蓋的區域進行高頻次觀測，所以它能夠監測到霧霾的時空變化，減弱還是增強。而低軌道的氣象衛星，只有飛過來的時候才能監測，當它下一次飛過來的時候，可能已經隔了十幾個小時以上，因此這種衛星對霧霾的觀測是一種平均量。風云二號成像儀只有5個通道，而風云四號有14個通道，能夠對大氣和地物的更多特征進行識別，從而提高反演精度。

當然，趙堅說，雖然風云四號對污染物的監測能力提高了，但是真正要實現大氣環境，如污染物的分布、顆粒物濃度的監測，還需要研制新的氣象衛星和有效載荷。目前，后續規劃中有兩顆衛星在這方面有特殊效果，一個是大氣環境監測衛星，另一個是陸地生態系統碳監測衛星，這兩顆衛星可以通過激光主動探測大氣中污染物濃度。

3 臺風演變過程可全過程監測

厄爾尼諾和拉尼娜是氣候預測的強信號之一，風云四號衛星可密切監測海表溫度的變化，為氣候監測和預測提供有效的觀測依據。風云四號衛星觀測范圍覆蓋整個西太平洋和印度洋海域，可以密切監測海表溫度的變化，可以為氣候監測和預測提供有效的觀測依據。

在臺風分析和預報方面，能夠每分鐘對1000×1000公里的臺風區域進行觀測，高頻次的500米分辨率的圖像可以提供臺風云結構及其演變的精細化動態信息，特別是對臺風眼區的監測，可彌補目前在軌衛星云圖分辨率和時間分辨率不夠高的缺點，為臺風定位、定強提供更可靠更精細的觀測資料，也必將成為研究和預報其發生、發展、演變和消亡整個生命史的有力工具。

- 釋疑

風云衛星怎樣預報天氣?

張志清介紹，天氣預報的準確度，基于觀測的數據和數字預報的模式兩方面。目前天氣預報都是依靠數字天氣預報，把大氣動力學方程和熱力學方程寫出來，在計算機里進行推算。推算時，需要觀測數據作為邊界條件，觀測數據越精細(空間分辨率、時間分辨率、輻射精度等)，預報準確性越高。

據了解，隨著風云衛星的發展，我國天氣預報的準確率從上世紀70年代的約50%，提高到了現在的90%。

我國天氣預報的衛星云圖，都是風云系列氣象衛星攝取的。衛星云圖天氣預報動畫是由過去12幅衛星云圖組成，每隔半小時或一小時一幅，通過圖像動畫讓觀看者更清楚地了解云團的移動變化。

氣象衛星可分為太陽同步軌道氣象衛星云圖和地球靜止軌道氣象衛星。風云一號衛星和風云三號衛星就是太陽同步軌道氣象衛星，風云二號衛星和剛剛發射的風云四號衛星是地球靜止軌道氣象衛星。