極端氣象災(zāi)害持續(xù)給全球帶來巨大生命財產(chǎn)損失，如何應(yīng)對？如今，中國有了能精準(zhǔn)捕捉臺風(fēng)暴雨的全新“大國重器”。

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昨天（7月1日），央視新聞記者從中國氣象局獲悉，風(fēng)云三號F星正式投入業(yè)務(wù)運(yùn)行。F星是風(fēng)云三號系列的第七顆衛(wèi)星，同時也是風(fēng)云系列第三顆太陽同步上午軌道衛(wèi)星。它將接棒風(fēng)云三號C星，開展全球地氣系統(tǒng)綜合探測業(yè)務(wù)。

由中國航天科技集團(tuán)八院抓總研制的F星，于2023年8月3日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。它搭載10臺功能強(qiáng)大、性能先進(jìn)的遙感儀器，可大幅提高對大氣溫濕度垂直廓線、大氣痕量氣體及地球輻射收支能量的觀測精度。尤其是新研的2臺紫外高光譜探測儀，將開啟我國風(fēng)云衛(wèi)星紫外高光譜探測新篇章。

在試運(yùn)行過程中，F(xiàn)星對內(nèi)蒙古東部、東北地區(qū)、華北北部等大范圍降雪過程及新疆強(qiáng)降雪天氣，以及近期長江中下游強(qiáng)降水天氣的監(jiān)測中發(fā)揮了較好應(yīng)用效益。未來，這臺“超級太空CT機(jī)”有望對區(qū)域和中小尺度天氣、短臨天氣，特別是臺風(fēng)、暴雨等重大災(zāi)害性天氣預(yù)報精度的提高具有重要貢獻(xiàn)。

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風(fēng)云三號F星在軌效果圖。圖——中國航天科技集團(tuán)八院

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“三維CT”助力精準(zhǔn)捕捉臺風(fēng)暴雨

全球氣候變暖背景下，極端天氣氣候事件頻發(fā)。臺風(fēng)和暴雨區(qū)域的大氣溫濕度分布可以描繪臺風(fēng)和暴雨的位置、強(qiáng)度等信息，其分層越精細(xì)，臺風(fēng)和暴雨信息刻畫就越精準(zhǔn)。

據(jù)航天科技八院風(fēng)云三號F星總指揮李海生介紹，F(xiàn)星搭載了先進(jìn)的微波溫度計、微波濕度計、紅外高光譜大氣探測儀三臺儀器探測大氣溫濕度廓線。相比C星，F(xiàn)星大氣垂直探測通道數(shù)量提升了近47倍。微波溫度計大氣探測通道17個，微波濕度計大氣探測通道15個，紅外高光譜大氣探測儀探測通道達(dá)3000多個。

“通道越多大氣垂直分層探測越精細(xì)，這也就意味著這臺大氣溫濕度‘CT機(jī)’垂直分層能力顯著提升，對大氣溫濕度分層認(rèn)知更精準(zhǔn)?！崩詈Ｉf。

同時，通過微波和光學(xué)大氣探測儀器深度聯(lián)合，充分發(fā)揮微波通道不受天氣影響和高光譜探測通道更精細(xì)的優(yōu)勢，F(xiàn)星可探測人眼難以分辨的大氣溫濕度廓線信息，為大氣做更精準(zhǔn)的“三維掃描”，讓臺風(fēng)、暴雨“有跡可循”。

中國氣象局局長陳振林表示，F(xiàn)星的發(fā)射將進(jìn)一步提升天氣預(yù)報的時效和精度，為防災(zāi)減災(zāi)作出更大貢獻(xiàn)。

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風(fēng)云氣象衛(wèi)星在軌運(yùn)行示意圖。圖——國家氣象衛(wèi)星中心

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“俯瞰、側(cè)視”雙管齊下

能夠高精度、高頻次地對全球大氣痕量氣體的時空分布特征和變化趨勢進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，是F星的一大亮點。

痕量氣體是大氣中濃度低于十萬分之一的粒子，主要有臭氧、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等，影響著全球大氣環(huán)境和氣候變化。2008年搭載于風(fēng)云三號A星的紫外臭氧垂直探測器、紫外臭氧總量探測器開機(jī)工作，首次實現(xiàn)了我國對全球臭氧總量的定量探測。

F星總設(shè)計師王金華表示，F(xiàn)星在紫外探測能力方面進(jìn)行了重要升級，配置了兩臺新研制的紫外高光譜遙感儀器。

其中，紫外高光譜臭氧天底探測儀通過從上而下的天底觀測方式獲取太陽散射信號，儀器正面“俯視”地球大氣，猶如一臺“超廣角CT機(jī)”，可實現(xiàn)每天一幅全球大氣微量成分探測圖像，能為氣候變化研究和環(huán)境監(jiān)測提供重要數(shù)據(jù)支撐。該儀器幅寬達(dá)2900公里，空間分辨率優(yōu)于7公里，其光譜分辨率和空間分辨率均大幅優(yōu)于國內(nèi)外同類紫外探測儀器，達(dá)到國際先進(jìn)水平。

紫外高光譜臭氧臨邊探測儀則以切線形式對大氣進(jìn)行側(cè)面掃描，通過臨邊方式觀測大氣紫外—可見光波段太陽后向散射，反演得到全球臭氧垂直廓線、二氧化硫和二氧化氮柱總量以及氣溶膠定量和定性產(chǎn)品。其垂直分辨率優(yōu)于3公里，性能指標(biāo)同樣達(dá)到國際先進(jìn)水平。

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圖源：央視四套

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將生產(chǎn)6類48種產(chǎn)品

F星是一顆極地太陽同步上午軌道衛(wèi)星。因天氣系統(tǒng)在上、下午時段表現(xiàn)迥異，近地軌道衛(wèi)星采用多星組網(wǎng)觀測，能更好地獲取時空均勻分布的探測資料。

中國氣象局副局長曹曉鐘表示，F(xiàn)星將與在軌的“下午星”風(fēng)云三號D星、“黎明星”風(fēng)云三號E星、“降水星”風(fēng)云三號G星組網(wǎng)觀測，其觀測資料和產(chǎn)品將廣泛應(yīng)用于天氣預(yù)報、氣候預(yù)測、災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。

F星投入業(yè)務(wù)運(yùn)行后，將生產(chǎn)圖像類、云輻射類、海陸表類、大氣參數(shù)類、大氣成分類、空間天氣類共計6類48種產(chǎn)品。針對地表和大氣成分的探測需求，全新研發(fā)了土壤凍融、二氧化氮、二氧化硫、臭氧總量和廓線、氣溶膠總量及指數(shù)等新型遙感產(chǎn)品。

下一階段，F(xiàn)星將按照“邊測試、邊應(yīng)用、邊服務(wù)”的原則開展在軌測試。截至目前，我國共有9顆風(fēng)云氣象衛(wèi)星在軌運(yùn)行，持續(xù)為全球129個國家和地區(qū)提供數(shù)據(jù)產(chǎn)品和服務(wù)。

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