風(fēng)云三號G星首套圖發(fā)布！用衛(wèi)星拍降水，三維結(jié)構(gòu)長啥樣？

15日，我國首顆低傾角軌道降水測量衛(wèi)星——風(fēng)云三號G星（降水星）首套圖正式對外發(fā)布，此次發(fā)布的風(fēng)云三號G星上配備的六大載荷的監(jiān)測圖像，展示了不同層次降水的三維立體結(jié)構(gòu)，有利于更好地監(jiān)測和預(yù)報災(zāi)害性降水系統(tǒng)。

5月7日，華南出現(xiàn)強(qiáng)對流天氣系統(tǒng)，中央氣象臺發(fā)布暴雨藍(lán)色預(yù)警和強(qiáng)對流天氣藍(lán)色預(yù)警。風(fēng)云三號G星清晰捕捉到這一降雨云系的三維立體結(jié)構(gòu)。

(資料圖)

圖中顯示的是從地表開始3.75公里到6公里的降水系統(tǒng)三維立體結(jié)構(gòu)。

圖片來源：國家衛(wèi)星氣象中心

風(fēng)云三號G星六大載荷包括降水測量雷達(dá)、微波成像儀（降水型）、中分辨率光譜成像儀（降水型）、全球?qū)Ш叫l(wèi)星掩星探測儀等4臺業(yè)務(wù)載荷和短波紅外偏振多角度成像儀、高精度定標(biāo)器等兩臺試驗載荷。

專家介紹，降水測量雷達(dá)是風(fēng)云三號G星上的主載荷，也是國內(nèi)首臺星載降水測量雷達(dá)，主要用于災(zāi)害性天氣系統(tǒng)的降水監(jiān)測。它采用了Ku+Ka雙波段，可清晰觀測臺風(fēng)、暴雨、暴雪等降水系統(tǒng)的內(nèi)部三維立體結(jié)構(gòu)。

微波成像儀（降水型）是風(fēng)云三號02批微波成像儀的升級版，首次實現(xiàn)大氣窗區(qū)和探測通道的一體化設(shè)計，探測通道達(dá)到26個，有效增強(qiáng)了衛(wèi)星對降水、大氣溫濕度廓線的探測能力。它主要利用設(shè)置在大氣窗區(qū)和氧氣及水汽吸收線附近的微波通道，捕捉降水云中的水凝物資料，用以協(xié)同反演降水參數(shù)。

5月2日至5月5日，微波成像儀（降水型）探測的全球中低緯地區(qū)亮溫拼圖。

圖片來源：國家衛(wèi)星氣象中心

風(fēng)云三號G星的“獨門絕技”

風(fēng)云三號G星于4月16日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。這是繼美國、日本聯(lián)合發(fā)射專用降水測量衛(wèi)星之后國際上發(fā)射的第三顆主動降水測量衛(wèi)星，它的成功發(fā)射標(biāo)志著我國成為全球唯一一個同時運行晨昏、上午、下午和傾斜四條近地軌道氣象衛(wèi)星的國家。

4月16日9時36分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征四號乙運載火箭成功將風(fēng)云三號07星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。

圖片來源：新華社（汪江波 攝）

01

對降水進(jìn)行“CT”掃描

獲取降水資料，傳統(tǒng)上主要通過雨量計、地基雷達(dá)等手段，但由于地面設(shè)備配置數(shù)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(fēng)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(dá)，將雷達(dá)觀測分辨率高和衛(wèi)星觀測范圍廣的優(yōu)勢結(jié)合起來，可通過向大氣發(fā)射無線電磁波信號，接收大氣中不同高度層的降水粒子反射信號，獲取垂直方向不同高度層的降水結(jié)構(gòu)信息，實現(xiàn)垂直方向降水的探測。

同時，該衛(wèi)星還能利用雷達(dá)跨軌方向的掃描能力，實現(xiàn)對水平方向的降水探測，從而具備自上而下獲取三維結(jié)構(gòu)信息的能力，如同對大氣降水進(jìn)行“CT”掃描。

02

對臺風(fēng)暴雨“精確把脈”

風(fēng)云三號G星也被氣象部門稱為“降水星”，是我國第20顆風(fēng)云氣象衛(wèi)星。它是我國首顆對降水進(jìn)行主動測量的衛(wèi)星，通過星地雷達(dá)融合應(yīng)用可實現(xiàn)全球三維大氣、云和降水結(jié)構(gòu)探測，將應(yīng)用于臺風(fēng)、暴雨和其他極端災(zāi)害性天氣監(jiān)測預(yù)報與氣候研究，顯著改善全球暴雨等災(zāi)害早期預(yù)警能力。同時，在生態(tài)環(huán)境、能源、農(nóng)業(yè)、健康等領(lǐng)域發(fā)揮作用。

03

靈動跳出“太空芭蕾”

風(fēng)云三號G星運行在低軌低傾角的非太陽同步軌道，太陽會定期出現(xiàn)在軌道面的左右兩側(cè)，光照條件的不斷變化使得衛(wèi)星外部熱環(huán)境變化復(fù)雜。要保證外部熱環(huán)境和單機(jī)工作環(huán)境穩(wěn)定，衛(wèi)星需要保持始終以同一側(cè)面面向太陽。

為此，姿軌控系統(tǒng)設(shè)計了自主偏航姿態(tài)機(jī)動模式，當(dāng)太陽光從軌道面的一側(cè)運動到另一側(cè)時，衛(wèi)星將自動完成180度轉(zhuǎn)身，靈動地跳出“太空芭蕾”。

另外，風(fēng)云三號G星的運行軌道距離地面約407公里，大氣密度較高，在太陽活動高年，衛(wèi)星1天的軌道高度衰減可達(dá)600多米。而根據(jù)任務(wù)要求，衛(wèi)星軌道高度要控制在100米的偏差以內(nèi)。研制團(tuán)隊凝聚集體智慧，實現(xiàn)了衛(wèi)星軌道高度維持、偏心率與軌道相位協(xié)同自主控制，使得衛(wèi)星能一直以固定高度經(jīng)過同緯度地區(qū)上空，保障其業(yè)務(wù)應(yīng)用效能。

綜合來源：國家衛(wèi)星氣象中心、科技日報、中國氣象報社、央視一套等

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