“風(fēng)云三號E星、風(fēng)云四號B星兩顆風(fēng)云氣象‘新星’的主要數據產(chǎn)品將向全球用戶(hù)開(kāi)放共享。”近日，在世界氣象組織（WMO）執行理事會(huì )第75次屆會(huì )上，中國氣象局黨組書(shū)記、局長(cháng)莊國泰宣布。

　　能夠服務(wù)全球，這兩顆衛星有哪般武藝？

　　據介紹，風(fēng)云三號E星是全球首顆民用晨昏軌道業(yè)務(wù)衛星，填補了全球數值天氣預報模式在晨昏時(shí)段的衛星觀(guān)測資料空白；風(fēng)云四號B星是我國新一代靜止軌道氣象衛星的首發(fā)業(yè)務(wù)星，具備分鐘級250米分辨率區域成像能力。這兩顆衛星及其地面應用系統于今年6月轉入業(yè)務(wù)試運行。

　　這只是“風(fēng)云家族”兩個(gè)最新成員，到現在，我國已成功發(fā)射19顆風(fēng)云氣象衛星，其中7顆在軌運行。作為敏銳的太空前哨，它們在浩瀚銀河都“忙”些什么？

　　百姓“冷暖星”：俯瞰風(fēng)云變幻

　　這幾天，暴雨和高溫“唱主角”。據中央氣象臺預報，7月11日至13日，一條新雨帶即將橫跨東西，影響我國西北地區東部至華北中南部等地。面對復雜的天氣形勢，預報員們心中有底：風(fēng)云氣象衛星時(shí)刻監測風(fēng)云變幻，提供著(zhù)及時(shí)、豐富的觀(guān)測數據，氣流動(dòng)向一覽無(wú)余。

　　國家衛星氣象中心服務(wù)首席任素玲表示，10年前，風(fēng)云氣象衛星每半小時(shí)甚至一小時(shí)才生成一張云圖，空間分辨率為幾公里，而如今的風(fēng)云四號氣象衛星產(chǎn)品，時(shí)空分辨率最高可達1分鐘和250米。

　　前不久，江南、華南地區遭遇強降雨，中央氣象臺發(fā)布暴雨和強對流天氣預警。在同一時(shí)間的浩瀚太空中，7顆風(fēng)云氣象衛星緊盯風(fēng)云變幻，每5分鐘生成一張中國及周邊區域云圖，每1分鐘生成一張指定區域云圖。

　　無(wú)論是90%的暴雨預警準確率，還是提前40分鐘的強對流天氣預警時(shí)間，抑或首次實(shí)現對全球范圍臺風(fēng)的預報……我國氣象預報水平的提高，與觀(guān)測技術(shù)的發(fā)展密不可分。

　　“我國臺風(fēng)預報取得長(cháng)足進(jìn)步，風(fēng)云氣象衛星立下汗馬功勞。”中央氣象臺臺風(fēng)與海洋氣象預報中心首席預報員許映龍介紹，2021年，處于在軌測試階段的風(fēng)云四號B星搭載的快速成像儀，對臺風(fēng)“煙花”進(jìn)行了1分鐘連續高頻觀(guān)測。靜止氣象衛星與極軌氣象衛星聯(lián)合，為預報員實(shí)時(shí)分析和研判臺風(fēng)風(fēng)雨影響提供了重要支撐。今年7月2日，臺風(fēng)“暹芭”登陸廣東，華南多地現極端降雨，佛山市氣象臺提前一小時(shí)發(fā)布龍卷警報，為當地防御災害和人員撤離爭取了時(shí)間。

　　衛星監測數據不但可以精準反映天氣系統變化，還可以通過(guò)數據同化技術(shù)融入數值預報模式，進(jìn)一步提升預報精度。

　　值得一提的是，我國在國際上首次實(shí)現了靜止軌道紅外高光譜大氣探測儀——風(fēng)云四號A星大氣垂直探測儀的觀(guān)測業(yè)務(wù)同化，提高了臺風(fēng)、暴雨等災害性天氣的預報精度。在2018年對“瑪莉亞”等臺風(fēng)的目標觀(guān)測和同化中，風(fēng)云四號氣象衛星表現不俗。數值預報與風(fēng)云四號衛星探測儀“天地互動(dòng)”，開(kāi)展了預報需求驅動(dòng)的目標觀(guān)測和同化，15分鐘分辨率的探測儀目標觀(guān)測資料同化到中國氣象局全球四維變分同化系統中。

　　結果表明，高時(shí)間、高光譜分辨率資料顯著(zhù)改進(jìn)了模式對臺風(fēng)路徑以及副熱帶高壓強度、位置的預報。歐洲氣象衛星開(kāi)發(fā)組織原首席科學(xué)家Johannes Schmetz評價(jià)：“這是地球靜止軌道大氣探測同化應用的里程碑。”2018年至2021年，中國氣象局科研團隊共開(kāi)展9次目標觀(guān)測同化，臺風(fēng)24小時(shí)和48小時(shí)路徑預報平均提高10%。

　　糧食“守護星”：“慧眼”知天而作

　　俗語(yǔ)說(shuō)“看天吃飯”，氣象條件對農業(yè)生產(chǎn)有著(zhù)重要影響，衛星則是捕捉氣象條件和農業(yè)生產(chǎn)情況的一雙“慧眼”。

　　今年的夏收是一場(chǎng)硬仗。2021年，我國北方經(jīng)歷了罕見(jiàn)秋汛，多地冬小麥播期推遲、苗情偏差，奪取夏糧豐收遇到極大挑戰。

　　“為打贏(yíng)這場(chǎng)夏糧保衛戰，氣象部門(mén)在衛星遙感方面加強與農業(yè)農村部門(mén)及種糧大省聯(lián)動(dòng)，建立國省兩級農業(yè)氣象遙感監測聯(lián)動(dòng)機制，利用多源衛星遙感資料綜合研判冬小麥長(cháng)勢情況，及時(shí)向有關(guān)部門(mén)提供了作物長(cháng)勢及氣象條件影響的分析報告，為相關(guān)部門(mén)開(kāi)展冬小麥春管工作提供了有力的技術(shù)支撐。”國家氣象中心正研級高級工程師吳門(mén)新表示，如今麥收已近尾聲，收獲情況良好，農業(yè)氣象遙感服務(wù)得到各方的好評。

　　從“看天吃飯”到“知天而作”，衛星遙感使農業(yè)生產(chǎn)從未知走向已知，將被動(dòng)化為主動(dòng)。

　　“農業(yè)氣象遙感工作的實(shí)質(zhì)是定性或定量評價(jià)過(guò)去及未來(lái)的氣象條件對作物生長(cháng)的影響情況。快速準確地掌握作物種植空間分布，能提高作物種植分布與氣象要素分布的時(shí)空匹配精度，對于提高農業(yè)氣象災害監測預警和作物產(chǎn)量氣象預報的準確性具有重要意義。”國家衛星氣象中心副研究員張明偉介紹，今年5月，中國氣象局“國-省-市/縣”一體化大宗作物分布遙感監測體系初步建成，高空間分辨率的冬小麥分布遙感產(chǎn)品首次應用于中國氣象局夏收糧食作物產(chǎn)量氣象預報和農業(yè)氣象災害監測預警業(yè)務(wù)，為保障糧食豐收增添“利器”。

　　要實(shí)現“飯碗主要裝中國糧”，還要加強對我國主要糧食作物的監測與管理。

　　近年來(lái)，中國氣象局、中國科學(xué)院、農業(yè)農村部等將風(fēng)云氣象衛星資料作為數據源，開(kāi)展國內外重要產(chǎn)糧區氣象災害監測及小麥、玉米、水稻和大豆等主要糧食作物長(cháng)勢監測與產(chǎn)量估算，為科學(xué)決策提供了重要可靠的參考依據。

　　“農業(yè)氣象災害對我國糧食產(chǎn)量影響很大，其中干旱的影響最甚。”在中國農業(yè)科學(xué)院研究員毛克彪看來(lái)，地表溫度和土壤水分是干旱監測中的重要參數，以前主要通過(guò)氣象站點(diǎn)獲取相關(guān)數據，但站點(diǎn)相對稀疏，空間代表性不夠，人工方式又費時(shí)費力。

　　據了解，隨著(zhù)氣象衛星的發(fā)展，波段數量和輻射分辨率不斷優(yōu)化，其紅外遙感數據可反演地表溫度，微波亮溫數據可反演土壤水分，給氣象災害監測預警及作物長(cháng)勢監測、產(chǎn)量估算提供了有力支撐。

　　遙感定量反演產(chǎn)品的農作物與農田環(huán)境參數，以風(fēng)云氣象衛星數據為基礎，為作物生長(cháng)模型、數據同化系統以及作物估產(chǎn)等應用提供了可靠的農作物生長(cháng)關(guān)鍵參數，為田間農業(yè)管理提供有價(jià)值的參考。

　　隨著(zhù)風(fēng)云三號E星、風(fēng)云四號B星及其地面應用系統業(yè)務(wù)的試運行，未來(lái)農業(yè)衛星遙感業(yè)務(wù)發(fā)展將有更多可能。

　　生態(tài)“監測星”：賦能美麗中國

　　“衛星監測圖像顯示，太湖西部沿岸區和湖心區出現藍藻水華。”近日，一份氣象衛星監測報告送至中國氣象局辦公室和江蘇省氣象局、生態(tài)環(huán)境廳、水利廳等相關(guān)部門(mén)。隨后，一場(chǎng)部門(mén)聯(lián)動(dòng)、屬地協(xié)同的藍藻防控行動(dòng)迅速展開(kāi)，實(shí)現對藍藻水華的早發(fā)現、早介入、早處置。

　　這得益于風(fēng)云氣象衛星擁有較強的對地監測能力，其中靜止氣象衛星可提供對中國及周邊區域5分鐘一次的監測，并可對指定區域1分鐘生成一次云圖，三顆極軌氣象衛星能提供每天6次高分辨率覆蓋全球的監測。據介紹，利用多星組網(wǎng)、協(xié)同觀(guān)測的優(yōu)勢，風(fēng)云氣象衛星還能實(shí)現對全球和重點(diǎn)區域生態(tài)環(huán)境狀況高時(shí)間分辨率和高空間分辨率的動(dòng)態(tài)監測評估，幫助決策部門(mén)更快作出反應。

　　察汗淖爾湖，坐落于內蒙古自治區烏蘭察布市商都縣與河北省張家口市康保縣交界處，是華北地區最大的內陸咸水湖，過(guò)去因缺乏系統性保護，生態(tài)一度遭到嚴重破壞。

　　2020年，內蒙古、河北兩地察汗淖爾濕地保護和修復專(zhuān)項協(xié)作機制建立。兩年后的今天，察汗淖爾的生態(tài)系統修復進(jìn)展如何？

　　“與去年同期相比，4月察汗淖爾區域植被指數提高8.5%，水體面積增加0.2平方公里。”這份數據清晰的專(zhuān)報，正是依據風(fēng)云三號氣象衛星的數據制作而成，為評估察汗淖爾生態(tài)環(huán)境治理情況提供了重要依據。

　　通過(guò)衛星廣播、互聯(lián)網(wǎng)及遙感應用業(yè)務(wù)系統等多種方式，如今，風(fēng)云氣象衛星數據和產(chǎn)品已被廣泛應用于生態(tài)監測。

　　國家衛星氣象中心還建立了2000年以來(lái)植被、地表溫度、水體、藍藻水華、沙塵、積雪等長(cháng)序列衛星遙感數據集，并聯(lián)合多地編制了植被、城市熱島、水體、藍藻水華、沙塵、積雪、火情等10余項技術(shù)導則。完成衛星遙感應用系統（SMART）2.0及3.0版本研制，在全國氣象部門(mén)中使用，并推廣到多個(gè)國家。

　　今年6月，風(fēng)云三號E星、風(fēng)云四號B星及其地面應用系統轉入業(yè)務(wù)試運行。中國氣象局首席服務(wù)專(zhuān)家、國家衛星氣象中心正研級高級工程師韓秀珍介紹，風(fēng)云三號E星搭載的微光型中分辨率光譜成像儀，具備在晨昏軌道監測燈光信息的能力，可實(shí)現對城市燈光影像的動(dòng)態(tài)監測。隨著(zhù)雙星閃耀太空，其生態(tài)監測能力得到進(jìn)一步增強。

　　目前，我國已為124個(gè)國家和地區提供風(fēng)云衛星資料和產(chǎn)品，其中包括生態(tài)環(huán)境和自然災害監測評估。30個(gè)國家注冊成為應急保障機制國際用戶(hù)，面向42個(gè)國家開(kāi)通綠色服務(wù)通道，來(lái)自100多個(gè)國家的1200多名學(xué)員接受了風(fēng)云衛星應用專(zhuān)題培訓，我們的“生態(tài)朋友圈”正日益拓展。（記者 崔興毅）