东莞理工学院卫星地面站接收卫星——JPSS

  东莞理工学院卫星地面站接收多个国内外主流卫星数据，其中就包括JPSS卫星系统中的三颗卫星：Suomi-NPP、NOAA-20、NOAA-21。

  联合极轨卫星系统（JPSS，Joint Polar Satellite System）是美国国家海洋和大气管理局（NOAA）与美国宇航局（NASA）之间的合作项目，是美国最先进的极轨轨道运行环境卫星系统。

JPSS 卫星

  JPSS是美国第四代极轨卫星系统，旨在替代NOAA系列气象卫星。美国于2011年发射了JPSS的首个运行卫星Suomi-NPP，作为NOAA系列与JPSS两代业务卫星之间的过渡。

  JPSS目前有5颗卫星，包括正在飞行的Suomi-NPP(Suomi National Polar-orbiting Partnership)卫星，NOAA-20（原JPSS-1），NOAA-21（原JPSS-2），以及即将推出的JPSS-3和JPSS-4卫星。

 

飞行轨道

  JPSS 卫星飞行高度为512英里，以每小时17,000 英里的速度飞行。这些卫星从佛罗里达南端到缅因州北端大约需要7分钟，绕地球一圈大约需要90分钟。JPSS卫星每天在下午轨道上穿越赤道约14次，每天两次提供全球全面覆盖。

  美国国家海洋和大气管理局（NOAA）将NOAA 21置于Suomi-NPP之前的四分之一轨道上，而NOAA 20将位于Suomi-NPP之后的四分之一轨道上。

有效载荷

  JPSS卫星装备有多种先进仪器，包括可见光红外成像辐射仪（VIIRS）、微波探测仪（ATMS）、交叉跟踪红外探测器（CrIS）、臭氧监测和廓线装置(OMPS)以及云与地球辐射能量系统（CERES）等。

  这些先进仪器将极大提升卫星的监测能力，为科学家提供全面精确的全球气象数据以及大气、陆地、海洋观测信息。

01. VIIRS

  可见光红外成像辐射仪（VIIRS）仪器，可收集陆地、大气、冰层和海洋在可见光和红外波段的辐射图像。

  他是高分辨率辐射仪AVHRR和地球观测系列中分辨率成像光谱仪MODIS系列的拓展和改进。VIIRS数据可用来测量云量和气溶胶特性、海洋水色、海洋和陆地表面温度、海冰运动和温度、火灾、和地球反照率。气象学家使用VIIRS数据来提高我们对全球温度变化的了解。

02. ATMS & CrIS

  CrIS和ATMS主要提供水循环数据，包括水蒸气、云和降水。两者相结合，提供全天候微波温度和湿度数据，以生成三维大气剖面图。

  由于云在光谱的红外部分（由CrIS测量）是不透明的，而在微波频率（由ATMS测量）下基本上是透明的，因此将这两种仪器一起操作可以覆盖更广泛的天气条件。

03. OMPS

  地球的臭氧层是大气层中薄薄的一部分，它吸收了大部分太阳的紫外线 （UV） 辐射，保护地下生物免受有害紫外线的伤害。在1980年代，科学家们发现每年春天南极上空的臭氧层都在变薄，并将这些受损区域称为“臭氧洞”。OMPS跟踪臭氧层的健康状况，并测量地球大气中臭氧和其他气溶胶的浓度。

04. CERES

  气候受地球吸收的阳光量和辐射回太空的热能量的控制。地球的气候系统平衡传入和传出的能量。

  CERES利用云的辐射特征和云顶温度来推断云的高度，并将这些教据用于全球气候变化研究和气候模型的验证。这种定义能够帮助科学家们更好地理解云的垂直分布特征，对地球能量平衡和气候系统的影响进行更精确的评估；还能够帮助预测天气变化和气候模式的演变，为气候预测和环境监测提供重要的数据支持。

卫星应用

  JPSS可以提供关键观测数据，包括提前预测飓风、龙卷风和暴风雪等恶劣天气，以及评估干旱、森林火灾、空气质量差和有害沿海水域等环境危害。

监测湖泊

  2018-2023 年，根据 NOAA-20 和Suomi-NPP 在五大湖地区拍摄的卫星图像制作的动画。这组湖泊坐落在加拿大和美国之间，包括苏必利尔湖、密歇根湖、休伦湖、伊利湖和安大略湖。

“看”极光

  VIIRS可以在夜间捕获地球上北极光的图像。该仪器具有多个波段的观测能力，包括可见光、红外线和微波等，能够以高空间分辨率和频谱分辨率获取地球表面和大气层的详细信息。

  2024年5月7日至8日，太阳表面的一个大型太阳黑子团复合体向地球方向释放了多次日冕物质抛射（CME）。5月10日，第一个CME到达地球，获得了极端地磁暴的状态，晚上，北极光和南光璀璨地照耀着世界各地的夜空。

飓风监测

  2012年，飓风桑迪改变移动路径，袭击了美国的东海岸。来自极轨卫星的观测资料使预报员对桑迪飓风这次臭名昭著的“左急转弯”成功的进行了预测。如果没有这些数据，天气模式将预报风暴发生在海上，不会识别出这次突然左转。

最新消息

  下一颗准备发射的JPSS卫星是JPSS-4，准备发射日期为2027年，将在轨道上更名为NOAA-22。发射时，JPSS-4将携带Libera，该仪器将提高我们对地球能量失衡和气候变化趋势的理解。（Libera 是 NASA 的第一个 Earth Venture Continuity 任务，旨在保证CERES的连续性。）

美国宇航局选择太空探索技术公司（SpaceX）为NOAA的JPSS-4任务提供发射服务。

参考资料

1. www.nesdis.noaa.gov/jpss

2. 原创科普|关于“神秘”的VIIRS，你应该知道这些！！！ 内陆水环境遥感

3. 美国极轨气象卫星的发展及应用——《科技信息快递》