解密“风云三号”D星新才艺

中国气象报记者 崔国辉

　　11月15日，“风云三号”D星从太原卫星发射中心升空，风云卫星家族又添“新丁”。

　　要是没点儿真本事，哪敢在世界舞台上闪亮登场。这回，“风云三号”D星搭载了10台对地遥感观测仪器，其中，5台核心遥感仪器充分继承已在轨气象卫星的成熟技术，并在原有基础上进一步提升性能，1台升级换代仪器和4台全新研制仪器带来的“新才艺”，让这颗探测全球大气的“超级慧眼”在世界舞台上底气倍增。

　　 性能优化升级 打造探测全球大气的“超级慧眼”

　　之所以把“风云三号”D星称作是探测全球大气的“超级慧眼”，是因为它是目前国内光谱分辨率最高的对地观测卫星之一，搭载的多台高分辨率成像仪能极大地增强对地球大气动力、热力参量和温室气体的捕获能力。

　　很难想象，面对波长只有约600纳米（1纳米=10^-9米）的可见光，新增的红外高光谱大气探测仪和高光谱温室气体监测仪依然能分成几百乃至上千个通道，将不同谱线的可见光吸收探测。它们极大地提升了“风云三号”D星对高空大气的层析能力。

　　其中，红外高光谱大气探测仪能够像CT机那样，对晴空大气三维结构进行“切片”处理，窥探其中的温度、湿度三维结构；高光谱温室气体监测仪则能够实现对全球二氧化碳的探测。

　　此外，“风云三号”D星还新增了两台与空间环境监测密切相关的仪器——广角极光成像仪和电离层光度计。

　　其中，广角极光成像仪为“风云三号”D星带来了一项新技能——对两极极光强度和范围进行监测。众所周知，大于70°纬度的极区会有极光，而极光与电场、磁场密切相关，观测极光活动可以了解高层大气高能粒子、电场、磁场变化情况。

　　电离层光度计则侧重于监测电离层电场状态，它能反演高层大气电子浓度的垂直分布，测量氧气原子和氮气分子的极紫外波段气辉辐射强度。

　　广角极光成像仪和电离层光度计相互补充，实时洞察高层电场、磁场以及高能粒子等空间天气参数变化，为空间天气预报提供有力支撑，减少空间天气对航天、航空、通信和导航定位等活动的影响，保障人类健康。

　　 对标世界一流 “风云”三分天下

　　近年来，全球极端天气愈加频繁，而极轨气象卫星肩负的最重要的使命就是解决全球数值预报模式初始场资料的问题，因此世界各国都在加快极轨气象卫星的升级换代。

　　在这样的背景下，我国“风云”系列气象卫星已经与美国、欧洲气象卫星成为世界公认的气象卫星界的“三驾马车”，共同服务世界各国的天气预报。

　　从“风云三号”D星搭载的仪器，便能看出其对标世界一流的特点：广角极光成像仪不仅在全国首次实现从太空观测极光，也是世界上首个低轨道大视场极光成像仪；电离层光学仪器则是继美国气象卫星搭载之后再度亮相太空（但美国卫星因白天监测功能失效，未完全成功）。

　　与美国发射的GOES系列气象卫星相比，“风云三号”D星定量化程度相当，但观测项目类型更多，手段更加丰富。正因为这些卓越的性能，“风云三号”系列卫星获得的气象资料得以在全球广泛应用。其获取的相关资料已在欧洲中期数值预报中心实现业务化应用，在英国、日本、韩国等国的预报中心也扮演着不可或缺的角色。