1969年,由于强冷空气侵袭,长江、黄河流域出现了严重的冰凌灾害,造成我国大范围通信、交通中断,周恩来总理紧急召集邮电、铁道、气象等部门研究应对方案并指出“要搞我们自己的气象卫星”。1970年,周恩来总理亲自批准下达气象卫星研制任务,我国气象卫星的宏伟蓝图由此铺开。
风云气象卫星是我国自主研制的系列气象遥感卫星。1988年,我国第一颗气象卫星成功发射。截至目前,我国共成功发射了两代四型21颗风云气象卫星,目前有9颗在轨运行,为129个国家和地区提供资料和产品。我国是全球唯一同时运行黎明、上午、下午、倾斜四条近地轨道气象卫星的国家。
风云系列卫星中,风云一号卫星和风云三号卫星属于极轨气象卫星,围绕地球飞行,能够进行全球观测。而风云二号卫星和风云四号卫星属于静止气象卫星,能够始终和地面相对静止,用于对我国及周边区域进行气象探测。
当观察卫星云图时,若发现图像呈现球状特征,则此图像很可能由静止卫星所捕获;反之,若图像类似于平面上的世界地图,则更有可能是极轨卫星拍摄所得。
我国气象卫星在轨布局(2023)
静止气象卫星,是指在赤道上空地球同步轨道上工作的气象卫星,在地球赤道上空约35800公里,与地球自转同步运行,相对地球静止,可以观测地球表面三分之一的固定区域,对同一目标地区进行持续不断的气象观测。
出于对业务需求和卫星技术状态的考量,我国自1988年发射第一颗静止气象卫星以来,已经多次调整过气象卫星的布局。同时,气象卫星的运行时间也受到技术发展、天气环境等多重因素的影响,需要定期更换和维护。
国家气象卫星中心于2024年2月1日至3月5日,对风云四号B星实施位置切换和业务调试。
2024年2月1日调整前运行轨迹
风云四号B星将从东经133度漂移至东经105度接替风云四号A星实现主业务位置观测系统的更替,风云四号A星将漂移至东经86.5度业务备份。东经105度作为我国静止卫星主业务定点,已经进行了多次的更迭换代。
风云二号气象卫星是我国自行研制的第一代地球静止轨道气象卫星。可获取白天可见光云图、昼夜红外云图和水气分布图,同时收集气象、水文和海洋等数据收集平台的气象监测数据,监测太阳活动和卫星所处轨道的空间环境,为卫星工程和空间环境科学研究提供监测数据。
目前在轨运行,并提供应用服务的是风云二号2颗卫星FY-2G和FY-2H。
风云二号G星(FY-2G卫星)于2014年12月31日在西昌卫星发射中心成功发射,2015年6月1日漂移至东经105°,取代超期服役的E星成为主业务卫星。风云二号G星保障了我国静止轨道气象卫星观测业务的连续稳定,形成“多星在轨、统筹运行、互为备份、适时加密”的格局。
风云二号G星第一套红外云图
风云二号H星(FY-2H卫星)于2018年6月5日成功发射,定位在东经79度,首次实现了中国静止气象卫星对大洋洲到中非范围内地球三分之一区域的持续观测,成为“一带一路”星,可以为亚太空间合作组织成员国和“一带一路”沿线国家提供良好的观测视角和高频次区域观测。
风云二号H星覆盖区域图
风云四号气象卫星是我国自行研制的第二代地球静止轨道气象卫星,充分考虑海洋、农业、林业、水利以及环境、空间科学等领域的需求,以实现综合利用。主要的功能亮点表现在实现了静止轨道上的三维大气廓线探测、高空间分辨率高频次观测和闪电时空分布探测。
风云四号A星(FY-4A卫星)是我国首颗静止轨道上三轴稳定的定量遥感卫星,2016年12月11日在西昌卫星发射中心成功发射,定点于东经99.5度赤道上空静止轨道位置。风云四号A星在世界上首次实现了静止轨道成像观测和红外高光谱大气垂直探测综合观。
下图即为FY-4A卫星多通道扫描成像辐射计第一幅多通道彩色合成图像。
风云四号A星首幅图像
从9月25日17时至28日17时的四天内,手机微信启动页面的地球图片从NASA在全世界范围公开的第一张完整的地球照片,更换为风云四号拍摄的高清东半球云图。
风云四号B星(FY-4B卫星)为风云四号系列气象卫星首颗业务卫星,于2021年6月3日0时17分,在西昌卫星发射中心发射。风云四号B星搭载的快速成像仪首次实现全球静止气象卫星空间分辨率最高(250m)的观测,区域扫描仅需1分钟,大幅提升卫星对地观测效率和时空分辨率。
静止轨道辐射成像仪首图
风云四号气象卫星是我国第二代静止轨道气象卫星,其中风云四号A星已达设计寿命,B星在轨运行,C星计划在2025年下半年发射。风云四号03批包括D星、E星和F星三颗卫星,将在02批的基础上,进一步在短时临近天气预报、数值天气预报、人工影响天气等应用领域发挥重要作用,进一步提高观测精度和定量化应用水平。 (风云四号03批气象卫星研制启动会,上海,2024.01.31)
风云二号卫星可获取白天可见光云图、昼夜红外云图和水气分布图,同时收集气象、水文和海洋等数据收集平台的气象监测数据,监测太阳活动和卫星所处轨道的空间环境,为卫星工程和空间环境科学研究提供监测数据。
风云四号卫星提高了观测的时间分辨率,配备的多通道扫描成像辐射计(AGRI),可每15分钟对东半球扫描一次,最快可以每1分钟生成一次区域观测图像。
通过卫星的高精度高时效的观测图像,可为气象预报预测、防灾减灾、应对气候变化、生态文明建设,特别是台风、洪涝、干旱等重大灾害监测预警提供观测支撑。例如在天气预报和灾害预警方面可通过卫星数据,准确识别云图形势、大气温度、降水量等信息,以提供准确的天气预报和灾害预警。
2022年6月19日,风云四号A星监测到的动态图中可以看出,在长江中下游一带维持一条梅雨雨带(梅雨锋),雨带上有多个中尺度对流云团在活动,造成雨量分布不均 。(来源:国家卫星气象中心)
2024年3月4日10:30至3月5日10:30,风云四号B星监测到的卫星云图可以看出,冷空气将继续影响中东部地区,大部地区将有不同程度的降温。
参考资料