6月3日00時17分，我國第二代靜止軌道氣象衛(wèi)星的首顆業(yè)務衛(wèi)星——風云四號B星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。此次B星的成功發(fā)射使我國風云四號A星、B星成功實現(xiàn)雙星在軌、東西布局的業(yè)務模式，確保我國靜止軌道氣象衛(wèi)星觀測業(yè)務的連續(xù)、可靠、穩(wěn)定運行。

到底什么是靜止軌道氣象衛(wèi)星？我國靜止軌道氣象衛(wèi)星是如何發(fā)展的？靜止軌道氣象衛(wèi)星在我們的生活中又起著何種作用？本文帶你一探究竟。

6月3日0時17分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射風云四號B星，衛(wèi)星順利進入預定軌道。

什么是靜止軌道氣象衛(wèi)星？

中國航天科技集團八院風云四號總設計師董瑤海介紹，按照運行軌道劃分，氣象衛(wèi)星可分為繞地球兩極運轉的極軌氣象衛(wèi)星和相對地球不動的靜止軌道氣象衛(wèi)星兩大系列。一般來說，靜止軌道氣象衛(wèi)星在地球赤道上空約3.58萬公里，相對地球靜止，可觀測地球表面1/3的固定區(qū)域并對同一目標地區(qū)進行持續(xù)不斷的氣象觀測。

“我國是世界上少數(shù)幾個同時擁有極軌和靜止軌道氣象衛(wèi)星的國家?！倍幒＝榻B說，經(jīng)過50余年的發(fā)展，我國已成功發(fā)射風云一號、風云二號、風云三號以及風云四號兩代四型共18顆風云氣象衛(wèi)星。其中，風云一號和風云三號屬于極軌氣象衛(wèi)星，可以獲取全球觀測數(shù)據(jù)，是實施全球監(jiān)測的“巡邏兵”；風云二號和風云四號屬于地球靜止軌道氣象衛(wèi)星，相對地球靜止不動，可以獲取我國所在區(qū)域的連續(xù)動態(tài)觀測數(shù)據(jù)，是堅守崗位的“哨兵”。

靜止軌道氣象衛(wèi)星在生活中到底起著何種作用？

天氣變化影響著人們穿衣、出行，乃至生活的方方面面，而為準確預報天氣以及監(jiān)測天氣的發(fā)展和影響提供支撐是我國靜止軌道氣象衛(wèi)星眾多基本功之一。

2021年4月14日，第2號臺風“舒力基”在菲律賓以東洋面生成，根據(jù)風云四號靜止氣象衛(wèi)星監(jiān)測顯示：“舒力基”眼區(qū)已填塞，整體呈現(xiàn)非對稱結構，預計“舒力基”向東北方向移動，強度緩慢減弱，對我國海區(qū)的影響基本結束；受近10年來中國最強沙塵天氣突襲影響，2021年3月，中國北方多個城市空氣質量出現(xiàn)嚴重污染，風云四號靜止氣象衛(wèi)星在3.6萬公里的高空以“火眼”監(jiān)測沙塵天氣，幫助氣象部門順利分析出沙塵天氣的后續(xù)影響范圍，并為廣大市民作出天氣預警；2020年3月30日，四川涼山西昌突發(fā)森林大火，危及西昌市區(qū)，利用風云四號等多源衛(wèi)星資料，我國順利對森林火災開展監(jiān)測評估工作；2020年7月，受持續(xù)強降水和上游來水共同影響，南方多地發(fā)生洪澇災害，造成3000多萬人受災，直接經(jīng)濟損失達到600多億，通過靜止軌道氣象衛(wèi)星等影像監(jiān)測資料，我國對洞庭湖等水體面積開展實時分析監(jiān)測……

風云四號B星效果圖

中國航天科技集團八院風云四號總指揮陳文強表示，憑借最新搭載的快速成像儀，風云四號B星可以實現(xiàn)對數(shù)百萬平方公里區(qū)域1分鐘/次的成像，對中小尺度的天氣系統(tǒng)具備更強的監(jiān)測能力。針對臺風、暴雨、強對流、大霧、沙塵、霾等災害性和高影響天氣，風云四號雙星在軌聯(lián)合觀測，結合極軌氣象衛(wèi)星風云三號系列，可提供更加及時、準確的觀測數(shù)據(jù)，為保證人民生命財產(chǎn)安全不斷貢獻“風云力量”。

我國靜止軌道氣象衛(wèi)星是如何發(fā)展的？

陳文強介紹，作為我國首個研制并投入使用的靜止軌道氣象衛(wèi)星系列，風云二號氣象衛(wèi)星于1986年啟動研制。隨著1997年、2000年風云二號A星、B星先后成功發(fā)射，積累了大量地面研制和在軌試驗數(shù)據(jù)。2004年風云二號C星成功發(fā)射，成為當時國內(nèi)應用最為廣泛的業(yè)務應用衛(wèi)星，被列為全球氣象衛(wèi)星觀測網(wǎng)的重要業(yè)務衛(wèi)星之一。從2006年到2018年，我國又先后發(fā)射5顆風云二號系列衛(wèi)星，挑起了國家重大活動氣象保障的重擔。

2016年12月11日，被稱為中國氣象衛(wèi)星界“實力擔當”的第二代靜止軌道氣象衛(wèi)星——風云四號A星成功發(fā)射。風云四號A星對地綜合觀測能力全球領先，是國際上首顆單星實現(xiàn)對地“多光譜二維成像 高光譜三維探測 超窄帶閃電成像”綜合觀測的靜止軌道氣象衛(wèi)星。A星的成功發(fā)射，實現(xiàn)了我國靜止氣象衛(wèi)星從風云二號到風云四號的更新?lián)Q代，使我國氣象衛(wèi)星技術實現(xiàn)從跟跑、并跑轉向并跑、局部領跑的轉變。

2021年6月3日，風云四號B星發(fā)射成功。在繼承A星基礎上，B星提升原有載荷性能，同時新增快速成像儀，在國際上首次實現(xiàn)靜止軌道250m空間分辨率全天時觀測，通過長線列探測器和二維靈活掃描成像，實現(xiàn)更高分辨率、更靈活快速地對地特定區(qū)域掃描成像，大幅提高了我國對一些尺度較小、持續(xù)時間較短的短臨天氣現(xiàn)象的觀測能力。

放眼全球，風云四號實力如何？

近年來全球靜止氣象衛(wèi)星觀測能力已逐漸不能滿足日益增長的觀測需求，我國與美、歐、日、韓等爭先發(fā)展靜止軌道氣象衛(wèi)星，中、美、歐更是同步開展新一代的靜止軌道氣象衛(wèi)星的研發(fā)工作。

其中，美國GOES-R系列和中國風云四號系列均已在2016年底同期發(fā)射，而歐洲的MTG系列目前仍在研制過程中。采用三軸穩(wěn)定控制方式，新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星具有靈活觀測的能力，可極大增強對中小尺度和災害性天氣系統(tǒng)的監(jiān)測能力。

作為美國最新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星，GOES-R系列共由4顆衛(wèi)星組成，并被NOAA(美國國家海洋和大氣管理局)稱之為“迄今科學能力最強的氣象衛(wèi)星”。衛(wèi)星裝載的有效載荷包括先進基線成像儀(ABI)、閃電成像儀(GLM)以及空間環(huán)境探測儀器，但由于研制費用、研制難度等原因，GOES-R系列沒有發(fā)展基于邁克爾遜干涉原理的高光譜三維探測功能。2016年11月19日，首顆星GOES-16發(fā)射升空，衛(wèi)星設計壽命為15年，包括10年在軌運行和5年在軌存儲。

目前，歐洲正在發(fā)展被歐空局稱之為“迄今為止最大型最復雜的航天項目之一”的新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星MTG系列。該系列由MTG-I(成像衛(wèi)星)和MTGS(探測衛(wèi)星)兩類衛(wèi)星組成，共規(guī)劃了6顆衛(wèi)星。MTG-I成像衛(wèi)星載荷包括靈活成像儀(FCI)、閃電成像儀(LI)，首顆星預計于2022年發(fā)射；MTG-S探測衛(wèi)星載荷包括紅外探測儀(IRS)和紫外可見光近紅外探測儀(UVN)，首顆星預計于2024年發(fā)射。

歷經(jīng)10余年預研和7年工程研制，由中國航天科技集團八院抓總研制的風云四號A星于2016年12月11日發(fā)射入軌。投入運行以來，使我國對臺風、暴雨等災害天氣監(jiān)測識別時效從15分鐘提高到5分鐘，暴雨預警準確率提高到89%，顯著提高了臺風路徑預報精度，極大減少了國家經(jīng)濟損失，保障了人民生命安全。衛(wèi)星觀測范圍覆蓋亞太、印度洋及一帶一路沿線國家和地區(qū)，數(shù)據(jù)服務全國和全球用戶，被世界氣象組織納入全球對地觀測衛(wèi)星序列，國際影響重大。B星的加入，將進一步提升觀測時空分辨率，尤其是新增的快速成像儀可實現(xiàn)對臺風暴雨等中尺度災害性天氣的連續(xù)靈活觀測。