作者 : 牛彦元 卢健

本期嘉宾：

国家卫星气象中心主任 杨军

中科院重大任务局上海分院书记 王建宇

航天科技集团公司八院院长助理 张春明

   如今，“风云”卫星数据已实现全球开放，实时共享。
   目前，国家卫星气象中心在全球拥有超过2400家数据广播系统用户，超过500个中规模静止气象卫星用户利用站，超过3000家数据用户终端；18个亚太国家和地区正实时共享“风云”卫星数据；全球90多个国家和地区使用“风云”卫星数据。

   卫星资料正为我国的暴雨、洪涝、沙尘暴等灾害性天气监测预报提供可靠依据。以台风为例，2015年我国台风24小时路径预报误差首次低于70公里，24小时至120小时各时效预报准确率均高于日本和美国，达到世界领先水平。

   国家卫星气象中心主任杨军表示，“风云”卫星以其先进的技术水平、运行的可靠性和较高的稳定性，已成为全球对地观测网中名副其实的主力军，承担起全球对陆地、大气、海洋、地表环境全天候连续观测的责任。“风云二号”卫星可以提供最高每25分钟一次全地球圆盘观测、每6分钟一次区域观测资料；“风云三号”卫星可每天对地球同一区域完成4次三维立体观测，光谱范围从可见光、红外覆盖到紫外和微波；卫星定标、定位和反演技术接近国际先进水平，卫星资料实现了从定性到定量应用的转变，在数值模式同化资料中占比达到了54%。

    未来，气候变暖，极端天气和气候事件将会更多；经济社会发展、政府决策和人民群众生产生活对预报准确率的需求更高；城市化进程加快，气象对民生的影响和作用更大；资源约束加剧，农业、能源、环境、海洋等领域对气象服务的要求更高。

        下一代风云卫星，要如何面对这些新需求？

        不可否认，“风云”卫星在当前的实际业务运行中仍存短板。杨军表示，目前，“风云”卫星在针对中小尺度天气的监测预警等方面仍缺乏高时空分辨率数据。中小尺度天气系统虽然“个头小”，但其气象要素梯度大（变温变压剧烈）、天气现象激烈、破坏力大，是灾害的重要来源。前不久，江苏盐城出现的龙卷风就是典型的小尺度天气系统。

        “卫星传回的盐城龙卷风发生时的可见光图像，暴露了‘风云’卫星两方面的不足：一是卫星资料空间、时间分辨率不够，影响小尺度强对流云团上冲云顶特征的连续监测和清晰识别；二是静止卫星目前还不能穿透云层看到云团内部，无法获得垂直运动等更多信息。”杨军说。

        究其原因，主要是我国气象卫星的核心遥感仪器的时间、空间、光谱分辨率等主要性能指标仍落后于美国、欧洲、日本。为此，中科院重大任务局上海分院书记王建宇表示，需要通过发展主被动、多手段综合探测的载荷技术，发展静止轨道探测技术等新手段，发展如高光谱测风、激光温湿探测、微波气压测量、太赫兹冰云探测等新方法，进一步提升卫星大气观测的空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率和高定量化水平。

        同时，灾害应急响应对卫星观测的机动性、时效性、智能性提出了新的要求。灾害性天气发生前和发生时，如何实现卫星的快速智能化机动调配、协同观测，以确保卫星监测信息的实时传递，进而实现灾中灾后的快速评估？

        航天科技集团公司八院院长助理张春明建议，未来研发的“风云五号”“风云六号”卫星，应提高对灾害天气的快速响应能力，例如区域5分钟快速成像，分辨率达到红外波段1千米、可见光波段0.25千米，特定区域0.5分钟成像，分辨率达到红外波段0.5千米、可见光波段0.1千米。

        “为满足观测需求，我们需要突破传统的静止和极轨卫星体系，建成一套多卫星、多轨道融合的观测体系。”杨军说。

        张春明认为，未来“风云”气象卫星应采用综合星与专用星座的组网体系。其中，高轨卫星侧重于低纬度高频次数据的观测，实现连续、全天候、三维云雨15分钟高频次观测；低轨卫星侧重于高纬度高频次数据的观测，具备灾害天气快速响应能力，全面实现降水、风场、云、大气成分等精细化探测能力。在此基础上，应研发中轨道气象试验卫星，对高、低轨卫星上成熟的气象载荷进行中轨探测试验，评价其中轨效能及技术改进措施。

        同时，王建宇表示，微小卫星星座，也应成为极轨卫星和静止卫星的有效补充，提供“高实时”和“全覆盖”的卫星数据。