太空中的千眼——漫谈我国气象卫星事业
来源:   发布时间:2000-08-31
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  话说“天道难测”,在以前人们总是等着老天来安排命运,无论是风霜雨雪,对人们来说都是一种未知,只能凭借着经验来判断天气的变化。即使后来有了天气预报,但由于观测到的资料有限,也只能预测短期内有限范围的天气状况。然而,自从有了气象卫星就不同了,气象卫星就像是悬在空中的一个移动的气象观测站,可以随时观测到全球的天气变化情况,这样气象工作者就可以根据天气变化趋势来预测未来的天气情况。

  气象卫星作为对地观测卫星的重要成员,在世界各空间大国中都被视为最有价值的卫星之一而受到高度重视。自从美国于1960年4月1日发射第一颗气象卫星以来,至今太空中的气象卫星已有130多颗。我国的气象卫星研制发射是从80年代开始的。1988年9月我国自行研制的第一颗气象卫星——“风云一号”A星发射成功;1997年6月,第一颗静止气象卫星发射成功。自此,我国成为继美俄之后,世界上第三个具备独立研制、发射与接收应用太阳同步轨道和地球同步轨道气象卫星的国家。今年6月25日,“风云二号”B星在西昌卫星发射中心被长征三号运载火箭成功地送入太空,至此,我国已成功地自行研制、发射了五颗气象卫星。

  我国的气象卫星从运行轨道上可分为两大类,一类是太阳同步轨道气象卫星,如“风云一号”系列卫星都是这一类型。所谓太阳同步轨道卫星,就是卫星相对于太阳是静止的,卫星运行的轨道是经过地球的两极,所以也叫作极轨气象卫星。另一类是地球同步轨道气象卫星,我国的“风云二号”系列气象卫星都是这一类型。所谓地球同步卫星,就是卫星的位置相对于地球来说是静止的,因为卫星的速度与地球自转的速度是一样的,所以与地球上相对的一点是位置不变的,故而也称为静止气象卫星。

  提供业务应用的静止气象卫星位于东经105度的赤道上空,距离地面高度是大约3.6万公里,而极轨气象卫星距离地面的高度是800多公里。

  在应用上,这两种卫星是互补的。极轨气象卫星绕地球一周大约要102分钟,一个运行周期大约是10天,它可以观测整个地球的天气系统演变,监测自然灾害、地形地貌和生态变化,每天可以获得一次全球资料。但是它相对于静止气象卫星而言,观测的频次低,对于地球同一地点一天只能观测到两次。我国有广州、北京、乌鲁木齐三个地面卫星接收站,每天把卫星观测到的资料传送到国家气象中心进行处理。而静止气象卫星由于距地球比较远,可以观测到东经45度到165度、南北纬各60度范围内的地区,相当于地球上1/4到1/3的范围,且观测的时次可根据需要进行控制,如可以每小时观测一次,也可以每半小时观测一次,所以能有效地监测到中低纬度地区的气旋、台风等的生成、发展等情况。另外,由于它相对于地球上的地面接收点是静止的,所以它又可以对有效观测范围内的某一地区或某一天气现象进行持续的监测,能监测到那些变化快、生命史短的中小尺度的天气系统,像监测龙卷风、台风这种发展快、持续时间短而危害又比较大的灾害性天气系统,就非它莫属了。

  每一种事物都有它的寿命,卫星也不例外。我国的“风云一号”极轨气象卫星的设计寿命是2年以上,“风云二号”静止气象卫星的设计寿命是3年以上。当一颗卫星的寿命到期时,就要发射另外一颗来继续它的工作,同时这也是科学技术发展的需要。发射新卫星的目的,一是要替换服役到期的卫星,另一方面也要把最新的技术应用到新卫星上,以便它能更出色地完成更多的工作。我们目前正在研制的“风云三号”气象卫星就是极轨气象卫星的新一代。

  “风云三号”气象卫星的主要应用目的包括四个方面:一是为中期数值预报提供全球均匀分辨率的气象参数;二是监测大范围自然灾害和生态环境变化;三是研究全球变化,包括探索气候变化规律,为气候预测提供气象和地球物理参数;四是为各种专业活动(包括航空、航海)提供全球任一地区的气象水文信息等。在技术上,“风云三号”在“风云一号”的基础上将有大幅度的提高和发展,主要解决三维大气探测问题,大幅度提高全球资料获取能力,进一步提高高云区和地表特征遥感能力,从而能够获取全球、全天候、三维、定量、多光谱的大气、地表和海表特性参数。“风云三号”将充分体现对大气、云、降水、陆表、海表等多种要素的综合探测并获取全球资料这一极轨气象卫星的主要特点和作用,能获取以其它手段无法获取的大量资料。

  我们有了自己的气象卫星,不但可以获得全球性的气象资料,进行全球性的气候预测,还可以根据自己的需要控制观测时次和观测区域,有利于对灾害天气系统的监测和预测。

  对1998年夏的那场百年罕见的大洪水,恐怕大家都还记忆犹新。当时,正是“风云一号”气象卫星监测到长江、淮河流域受灾前后的情况,使我们对各地受灾面积进行了比较准确的计算,为政府救灾工作提供了科学依据。还有1999年的五十周年国庆庆典气象保障工作、今年发生的十多次沙尘暴的监测工作,气象卫星都起到了关键的作用。正是因为气象卫星有着不可替代的作用,我国政府也对气象卫星的研制、发射工作给予了大力的支持。

  国家卫星气象中心主任董超华向记者介绍说,国务院已经批准中国气象局新的气象卫星发展计划,这一计划包括在九五计划的最后两年和未来十年时间里,国家将投资数十亿元人民币作为发展气象卫星的专项资金,使气象卫星的发展逐步实现系列化、业务化。

  新的气象卫星及其应用体系,必将对我国国民经济的发展、气候监测、防灾减灾、西部大开发战略以及人们的日常生活起到积极的作用。 (来源于2000年8月31日《中国气象报》作者:郭志武)