15日,由中国航天科技集团八院抓总研制的风云三号D星在太原卫星发射中心由长征四号丙运载火箭发射升空。这是我国第二代极轨气象卫星风云三号的第4颗卫星,也是我国成功发射的第16颗风云系列气象卫星。

老型号有哪些新本领?我国新一代气象卫星如何更有国际范儿?卫星升空组网后又会带来哪些观测效率上的提升?

长征四号丙运载火箭发射风云三号D星

观风云、知天象:老型号添新本领

风云三号卫星作为我国第二代极轨气象卫星,已分别于2008年、2010年和2013年成功发射了风云三号A星、B星和C星三颗卫星。风云三号D星总指挥兼总师高火山介绍,风云三号D星由有效载荷及平台结构、热控、姿轨控等22个分系统组成,装载了10台(套)遥感探测仪器。

相对于C星,D星整星技术状态变化较大,其中红外高光谱大气探测仪、高光谱温室气体监测仪、广角极光成像仪和电离层光度计4个仪器为全新研制产品,卫星可实现全球、全天候、多谱段、三维和定量探测。

“风云三号D星相对于前面三颗星,核心遥感仪器技术状态基本不变。但新增的这些遥感仪器可以逐步满足气象领域对不断提高的大气探测精度,增加温室气体监测能力和增强空间环境综合探测能力的新需求。”风云三号卫星副总师朱维介绍。

中国航天科技集团五院509所研究员徐彭梅告诉记者,高光谱温室气体监测仪能对全球主要温室气体二氧化碳、甲烷以及一氧化碳等气体柱总量进行高精度探测,可用于全球温室气体排放、温室气体来源分析、温室气体与气候变化关系等一系列科学问题的研究。

而广角极光成像仪和电离层光度计则分别用于获得磁层不同区域的时空信息和电离层电子总含量等参数信息、电离层赤道异常区的二维精细结构、准确定位极光边界等。

风云三号D星效果图

真正的“国际范儿”:纳入新一代世界极轨气象卫星观测序列

据了解,风云三号卫星与美国现役NOAA系列气象卫星、欧洲新一代气象卫星METOP一起,被世界气象卫星协调组织纳入新一代世界极轨气象卫星观测序列,是全球天基气象观测系统的重要组成部分。

朱维介绍,目前风云三号卫星的产品已达60余个,其全球探测数据已成功应用于台风、暴雨强对流、大雾、沙尘、臭氧监测等方面,同时还定期发布热带气旋监测报告、暴雨和强对流监测报告、沙尘监测报告、大雾监测报告、全球天气监测报告等,向社会媒体和各类专业组织及团体提供实时有效的气象监测和服务信息。

组网后将使全球数值天气预报更新时效提高到4小时

风云三号D星交付使用后,将与在轨的风云三号A星、B星、C星组网观测,各卫星功能互补,使全球数值天气预报的更新时效从6小时提高到4小时。

专家表示,风云三号D星将进一步加强对大气定量探测和气候变化监测,通过测量大气在不同光谱通道的辐射值,定量反演得到大气温、湿度的三维分布,为数值天气预报提供基础数据,观测结果可用于全球的气候变化监测和评估。

同时,D星还能对气溶胶和二氧化碳等温室气体进行更有效的监测,将为全球碳循环研究提供重要数据,增强我国在全球碳排放等问题上的话语权。

延伸阅读：

风云三号D星在轨组网运行后,将大幅提升我国气象观测和中长期天气预报能力,全球数值天气预报模式预报精度再提高3%左右,预报时效延长2-3天左右,也可使登陆台风等高影响天气预报时效提前到5-7天。

风云三号D风云三号系列卫星成功发射的第4颗星,也是风云系列卫星成功发射的第16颗星,目前共有9颗风云系列气象卫星在轨运行。

风云三号是我国第二代极轨气象卫星,此前已于2008年、2010年、2013年成功发射了风云三号A星、B星、C星。

作为下午星,风云三号D星将与此前发射成功的风云三号C星开展全球对地组网观测,我国第二代极轨气象卫星的遥感能力得到进一步加强,将进一步加强对全球冰雪覆盖、臭氧分布等方面的观测能力,广泛应用到农业、林业、水利、海洋、交通等多个行业领域。

与C星相比,D星技术更加成熟,共装载遥感探测仪器10台(套),是当前世界上有效载荷最多的气象卫星,其中4台(套)为全新研制,分别是红外高光谱大气探测仪、高光谱温室气体监测仪、广角极光成像仪和电离层光度计。

据不完全统计,目前接收和应用风云系列气象卫星资料的国家和地区已达77个,覆盖“一带一路”周边37个国家和地区。

未来,我国还将在2018年至2021年前后陆续发射4颗风云三号卫星,组网打造完整的低轨气象卫星业务综合观测能力。

此次任务还搭载发射了“和德1号”试验卫星。

星罩组合体转运

截至目前,长征四号丙运载火箭承担了我国第二代极轨气象卫星风云三号卫星的全部发射任务,并在本次发射中进行了22项技术改进工作,以满足卫星要求和提升飞行可靠性。

本次发射是长征系列运载火箭的第254次飞行。

长征四号丙运载火箭

科普:什么是“下午星”、“上午星”?

从国际上来讲,极轨气象卫星都是用双星来组网观测的,一般的配置是“上午”一颗卫星、“下午”一颗卫星。

因为气象卫星主要监测的是天气系统,而天气系统在上、下午时间段里的表现却是迥异的。例如,我国的青藏高原,发生雷暴的时间多数是在下午和晚上,而该地区的降雨则90%以上都是阵性的夜间降雨。

因此,对于我国这样一个气候多样性的国家来说,发展上午星和下午星来捕捉上、下午不同的天气系统是尤为重要的。

上、下午气象卫星的划分,从卫星轨道的层面来讲,主要是指卫星飞过赤道顶上的时间是在上午还是在下午。

作为卫星用户,我们则可以粗略地理解为,上午星是指气象卫星上午地方时飞过这个地方,下午星则是气象卫星在下午地方时飞过这个地方。

上、下午星运行格局,可以使气象卫星系统更加完整,对推动我国气象卫星事业起到至关重要的作用