“我国新一代静止轨道气象卫星风云四号已处于初样研制阶段，明年可转入正样研制。目前研制工作正按计划推进。”国家卫星气象中心风云二号和风云四号气象卫星地面应用系统总设计师张志清近日接受科技日报专访时透露。
记者从中国航天科技集团公司了解到，历经40多年的艰苦探索，我国走出了一条具有中国特色的独立自主的气象卫星发展道路。自1988年发射第一颗气象卫星——风云一号太阳同步轨道气象卫星至今，我国已成功发射了12颗气象卫星，目前7颗卫星在轨稳定运行。中国风云卫星逐步完成了从试验应用型向业务服务型的转变，形成了区域高频次观测和全球观测的格局，实现了业务化、系列化的发展。
全球综合地球观测系统的重要成员
1969年，面对严峻的防灾减灾形势，周恩来总理高瞻远瞩地提出“应该搞我们自己的气象卫星”。上世纪70年代初，我国开始接收利用国外气象卫星资料，同时研制自己的气象卫星。经过几代人的艰苦努力，我国气象卫星事业发展迅速，风云卫星的国际地位和影响力不断提高。
张志清介绍，风云系列气象卫星分为两类，编号为奇数的是极轨气象卫星，偶数的是静止轨道气象卫星。
据了解，该系列卫星在研制过程中，掌握了多项国际先进的关键技术。与第一代极轨气象卫星风云一号相比，新一代极轨气象卫星风云三号实现了从单一遥感成像到地球环境综合观测，从光学遥感到微波遥感，从公里级分辨率到百米级分辨率，从国内接收到极地接收，从单星观测到双星组网观测五大技术跨越，填补了国内卫星平台、有效载荷研制等方面的技术空白。近日，风云三号地面应用系统已通过业务验收。
风云二号卫星则突破了静止轨道气象卫星高精度、高稳定度的对地扫描成像并定量获取云和地表物理参数的探测能力。中国航天科技集团公司八院风云二号卫星项目总指挥徐博明表示，该系列卫星位于赤道上空，用“凝视”的方式，对东半球大气运动情况进行观测，覆盖地球三分之一，其投入运行后，已成为我国天气预报不可或缺的大气天基观测基础设施。
与之相比，风云四号系列卫星又将发生很大变化。张志清说，作为高轨地球遥感卫星，风云四号将首次采用三轴稳定姿态控制方式，有一个仪器安装面始终对地球，可以实现大气垂直探测，其观测的时间分辨率和区域机动探测能力大有提高。
一些在自旋卫星上不能安装的探测设备，将可以在风云四号上工作。张志清表示，该卫星将安装多通道扫描成像辐射计、干涉式大气垂直探测仪、闪电成像仪和空间天气监测仪器4种有效载荷，可实现多种遥感仪器的综合探测。此外，其设计寿命、卫星功能及技术性能指标均有大幅提高。
在两代卫星的跨越中，我国部分气象卫星技术已经达到了国外同类卫星的先进水平，成为世界上第三个同时拥有地球静止轨道气象卫星和太阳同步轨道气象卫星的国家，确立了在地球观测领域的国际地位。
如今，我国风云气象卫星已被世界气象组织纳入全球业务应用气象卫星序列，成为全球综合地球观测系统的重要成员，与欧美国家的气象卫星一起，形成了对地球大气、海洋和地表环境的观测网。目前风云气象卫星获取的数据被近百个国家和地区接收，并获得高度评价，产生了重要的国际影响。
在经济社会发展中功不可没
“据不完全统计，全国共有3000多个台站对准风云二号，获取云图。”徐博明介绍说，“目前该系列卫星已生成陆地区域云图、海温、降水、云分类等几十种产品。”
风云系列卫星投入业务运行以来，我国气象卫星应用进入成熟发展阶段，逐步形成了“业务稳定可靠、产品适用定量、信息充分共享、服务优质高效”的应用格局。
气象卫星的应用深度和广度明显提升，在政府决策、防灾减灾以及国防建设中发挥了显著作用。
我国自然条件复杂，是世界上自然灾害影响最严重的国家之一。其中气象灾害种类多、强度大、频率高，占各类自然灾害的70%以上，随着国民经济的快速增长，其造成的损失也越来越大。而气象卫星遥感信息则广泛应用在对台风、火情、干旱、暴雨、冰雹、寒潮等灾害的监测和预报，在对积雪、水环境、湖泊蓝藻、海冰、全球臭氧、空间天气等方面的监测和预报中，也发挥着不可替代的作用。此外，在北京奥运会、上海世博会和广州亚运会等重大活动气象保障，以及汶川和玉树特大地震、舟曲泥石流等突发性自然灾害救灾服务中，气象卫星都功不可没，已成为影响国家经济和社会稳定和谐发展的重要部分。
“气象灾害预报，不仅不能遗漏，对其发生时间、地点、范围的预报还要更快，更精准，以进一步减小损失。这始终是我们努力的方向。”徐博明介绍，在1月13日成功发射的风云二号F星上，研究人员进行了多项技术改进。
“在对地观测方面，我们对风云二号F星定量化产品反演精度提出了更高标准，因而通过提高其扫描辐射计5个探测通道的光谱限要求，提升了定量应用水平，力求使天气预报数字化预测登上新台阶。”徐博明说，“同时，地球天气变化也会受到空间环境的影响，因此采用了先进的空间环境监测器，使该卫星对太阳X射线强度波动，以及高能重粒子、高能电子、高能质子流量等方面的监测能力显著增强。”
今后10年我国将发射13颗气象卫星
根据我国航天的发展战略，未来将进一步完善风云卫星系列，加强长期、连续、稳定的业务服务能力，在质量和效益上取得长足的提升。
据航天科技集团介绍，目前正在研制的风云四号卫星探测功能、技术性能将与国际先进水平相当，预计将于2015年前后发射首颗试验星。
“风云四号系列计划发展光学和微波两种类型的卫星。”张志清说。
他表示，目前的风云二号系列卫星采用的是可见光遥感和红外遥感技术。当遇到云和雨，无法穿透探测其内部特性和结构。为此，我国正积极推进微波卫星的研制立项。张志清说，微波遥感能够穿透云和雨，高频次观测其内部温、湿分布，云特性和热力学结构，将对天气预报、气象灾害监测起到非常重要的作用。“风云四号微波卫星正处于关键技术的攻关阶段，或在2020年前后开展业务。”
据悉，我国今后10年还将陆续发射13颗气象卫星。按照计划，在目前已经建立的以风云二号、风云三号系列卫星为代表的高、低轨道相结合的业务观测网的基础上，2018年前后实现业务静止气象卫星的升级换代，实现极轨气象卫星上午星、下午星和降水测量雷达星三星组网观测，在自然灾害、环境、农业、生态、海洋等方面的监测能力将明显加强。
