大雨來襲，你知道氣象衛星是如何預報天氣的嗎

兩周前，南方多地抗洪救災的場景還歷歷在目，7月20日，包括京津地區在內的華北地區又突然普降大雨，讓出行的市民防不勝防。然而，具有氣象「千里眼」之稱的我國風雲系列氣象衛星，在反覆無常的天氣變化中是如何做到及時預報的呢？面對世界性的氣象難題又該如何去解決？

作用：洞觀天地，實時預報

風雲系列衛星是為氣象工程師們提供數據支持的一大利器。在前不久的南方暴雨中，中國氣象局國家衛星氣象中心連續發布的兩份水情監測報告顯示，通過氣象衛星監測，湖北東部長江流域、安徽宣城市、江蘇高淳縣等地水體範圍較前期有所增大。

「能夠完成這些精細監測和及時準確預報，正是利用了風雲衛星下傳的數據。」中央氣象局衛星中心工程師方翔介紹，而準確預測降雨、對洪災地區進行實時監控正是防災救災的關鍵。

風雲系列衛星是我國專門為觀測氣象變化研製的衛星，為我國氣象觀測提供堅實的支撐作用。

風雲三號A極軌氣象衛星結構圖。

中國航天科技集團公司八院院長助理張春明介紹，目前，我國風雲衛星可以提供高精度大範圍的大氣信息產品，涵蓋了紫外、可見光、紅外、微波產品，大範圍水汽分布、大氣強對流判別圖像等。

他補充說：「通過風雲衛星不同角度、不同層次的產品，相關部門可密切監視大氣狀態，準確預估強對流雲團的行進路線和強對流天氣的發生地區，並有針對性地發布災害預警，有效調撥現有的抗災救災資源。」

中國氣象局資料顯示：截至2015年年底，利用風雲二號衛星我國已經對西太平洋生成的415個颱風、登陸或影響我國的153個颱風監測實現了全覆蓋。氣象衛星資料的加入，使颱風預報準確率連年提升，2015年中央氣象台颱風24小時路徑預報誤差首次低於70公里，達到世界領先水平。

難題：世界性預報存短板

迄今為止，我國已成功發射了由中國航天科技集團公司抓總研製的14顆氣象衛星。其中7顆衛星在軌運行，實現了極軌氣象衛星升級換代和上、下午星組網觀測，形成了靜止氣象衛星「多星在軌、統籌運行、互為備份、適時加密」的業務運行格局。

在市場中，國內接收與利用風雲衛星資料的用戶已超過2500家，為氣象、海洋、農業、林業、水利、交通、航空、航天、環保等領域提供了大量科學數據，支持了78個國家重點科研項目，為我國防災減災、應對氣候變化、保障生態文明建設等作出了重要貢獻。

風雲氣象衛星能及時提供天氣變化信息。

不過，從客觀角度來說，目前，國內外氣象衛星也還有不少進步空間。面對越來越頻發的極端天氣，各國氣象衛星由於客觀因素所限，在監測方面還有力不從心的地方。

國家衛星氣象中心主任楊軍說，這些短板可以從兩方面來理解，「一是衛星資料空間、時間解析度不夠，影響小尺度強對流雲團上沖雲頂特徵連續監測和清晰識別；二是靜止衛星目前還不能穿透雲層看到雲團內部，無法獲得垂直運動等更多信息。」

氣象專家表示，中小尺度災害性天氣監測預警需要更高時空解析度的觀測，而這一點是短板，且是世界性的短板。也就是說，我國風雲衛星不具備預報小區域極端天氣的能力。從目前來看，世界上任何一個國家氣象衛星也都不具備這種監測能力。

需要提高風雲氣象衛星觀測的時空解析度，才能有效防範氣候變暖背景下呈多發、重發態勢的氣象災害和衍生災害，保障我國經濟發展和人民生命財產安全。

在風雲四號衛星總設計師董瑤海看來，存在這種短板的原因是世界上在軌運行的高軌道氣象衛星並沒有技術能力安裝微波探測器，而地面雷達探測範圍有限，所以並不是每個小區域極端天氣都能夠被氣象部門盡收眼底。

未來：優化天地空一體化系統監測

據統計，風雲氣象衛星遙感數據的廣泛應用大幅減少了我國颱風、暴雨、洪澇等災害性天氣造成的人員傷亡和財產損失。據不完全估算，僅2010年氣象衛星投入產出效益比就已經達到1：50。

用國防科工局副局長吳艷華的話來說，未來10到15年，將是我國氣象衛星快速發展的黃金期。站在巨人的肩膀上，我國氣象衛星如何向著更高的目標再邁一步，實現彎道超車，已經成為刻不容緩的議題。

對此，鄭國光認為，風雲衛星研製要不斷創新，同時，應對氣象衛星的軌道提出更加合理的布局，要在傳承大的綜合衛星平台同時，根據實際需要探討利用新的平台，研究發展單一任務的小衛星。

他認為，我國氣象衛星要進一步分析應用需求和技術指標關係，提出更加符合實際需求的技術指標體系，加強關鍵部件的功能，提升衛星平台和遙感儀器的質量和技術水平。

準確的氣候監測是系統作戰的成果。風雲衛星想要充分發揮作用，體系建設必不可少。

「建議將風雲氣象衛星的觀測與地基空基觀測進一步統籌考慮。」楊軍認為，「未來，我國應該推動天地空一體化的系統監測優化，並將其作為國家空間基礎設施的重要組成部分，與陸地遙感和海洋遙感衛星系列共同協作，形成我國對地觀測的新體系。」

遠大的理想還要腳踏實地逐步實現。今年下半年，我國風雲四號衛星將要出征太空，以此為標誌，我國氣象衛星發展將踏上新的征程。

風雲四號用於維持軌道高度的火箭發動機。

風雲四號衛星總設計師董瑤海表示，與我國現有氣象衛星相比，風雲四號衛星探測通道更多，探測精度更高，尤其是其時間解析度可以比風雲二號衛星提高整整一倍。不僅如此，風雲四號衛星還配備了世界首個高軌氣象衛星垂直探測儀，可以直接為大氣做「CT」。 （姚天宇）

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