2023年4月16日9時36分,長征四號乙運載火箭成功發射風云三號G星(風云三號G星即風云三號07星),作為風云衛星家族中的第20星,風云三號G星在國際上首次采用雙頻主動降水測量雷達與被動微波、光學遙感相結合的綜合探測,實現了降水測量從“被動看”到“主動探”的跨越,進一步提高了我國氣象綜合觀測能力。這顆衛星到底都有哪些“獨門絕技”?帶您一探究竟。
雙頻段、高精度,讓降水無處遁形
降水是全球水循環中的重要過程,降水量多少和降水在時間與空間分布的變化會極大地影響人們生活。據統計,全球臺風有三分之一左右產生于北太平洋西部,而我國正處于北太平洋西部臺風活動帶上,近年來,臺風暴雨內澇成為我國部分城市面臨的重要災害之一,給人民生活造成了巨大的影響。
關于降水資料的獲取,傳統上主要通過雨量計、地基雷達等手段,但由于地面設備配置數量有限且分布不均,難以獲取大范圍高空間分辨率的地面降水信息。風云三號G星搭載了我國首套“空中雨量計”——星載Ku、Ka雙頻降水測量雷達,具備自上而下獲取三維結構信息的能力,就如同對大氣降水進行“CT”掃描,可獲取更精細的降水三維結構信息。
多體制、主被動,將測量做到極致
為了進一步提升對臺風、暴雨等災害性降水的高精度觀測,風云三號G星瞄準了“高探測靈敏度、高探測精度、多體制聯合探測”的發展方向。它就像一只高靈敏、高精度的千里眼,獲取臺風內部溫濕結構、臺風強度、臺風影響區雨強等相關關鍵信息,預測臺風未來發展情況,對臺風暴雨“精確把脈”。
此外,衛星還可以實現可見光/紅外云圖、云頂溫度、云頂高度、有效粒子半徑和云形態學方面的要素探測,進而輔助判斷降水云的存在,完善微波測量的反演結果。
可俯仰、可掉頭,靈動跳出“太空芭蕾”
風云三號G星運行在低軌低傾角的非太陽同步軌道,對于軌道上的衛星,由于光照條件的不斷變化,其外部熱環境變化復雜,太陽會定期出現在軌道面的兩側,在一段時間內,太陽照射衛星的左側面;但過一段時間,太陽又會照射衛星的右側面。但風云衛星定量探測的需求,要求衛星有一面必須始終背向太陽,為適應低軌低傾角軌道復雜的光照條件和多變的外熱流,確保衛星始終以同一側面面向太陽,保證穩定的外部熱環境和單機穩定的工作環境,姿軌控系統設計了自主偏航姿態機動模式。當太陽光從軌道面的一側運動到另一側時,衛星將自動轉身180°,實現從正飛到倒飛,再到正飛的靈活掉頭機動。
在后續的業務運行中,風云三號G星將發揮“獨門絕技”,與風云三號晨昏星、上午星、下午星功能互補、相互配合,組網形成完整的低軌氣象衛星業務綜合觀測能力,將預報精度提高3%左右,將預報時效延長24小時左右,將氣象災害監測時效提高近1倍,有效監測衛星壽命周期內發生在海上的臺風內部云、雨的發展過程,為臺風、暴雨、暴雪等災害性降水提供高精度觀測資料,進一步提高全球數值天氣預報效能。
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