4月16日，中國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射風(fēng)云三號G星，這是風(fēng)云氣象衛(wèi)星家族中的第20顆衛(wèi)星，主要用于災(zāi)害性天氣系統(tǒng)強降水監(jiān)測，提供全球中低緯度地區(qū)降水三維結(jié)構(gòu)信息。作為中國首顆降水測量專用星，這顆衛(wèi)星有哪些“獨門絕技”？將如何在軌工作？

搭載中國首套“空中雨量計”

(資料圖)

降水是全球水循環(huán)中的重要過程，降水量多少和降水的時空分布變化會極大地影響人們的生活。關(guān)于降水資料的獲取，傳統(tǒng)上主要通過雨量計、地基雷達等手段，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星搭載了中國首套“空中雨量計”——雙頻降水測量雷達，同時具備雷達觀測分辨率高和衛(wèi)星觀測范圍廣的優(yōu)勢。

這意味著，風(fēng)云三號G星具備自上而下獲取三維結(jié)構(gòu)信息的能力，就如同對大氣降水進行“CT掃描”，以獲得精細的降水立體結(jié)構(gòu)信息。

具體而言，衛(wèi)星通過向大氣發(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)對垂直方向的降水探測。同時，衛(wèi)星利用雷達跨軌方向的掃描能力，實現(xiàn)對水平方向的降水探測。

首秀升級版氣象“千里眼”

為了進一步提升對臺風(fēng)、暴雨等災(zāi)害性降水的高精度觀測，除了雙頻降水測量雷達外，衛(wèi)星還搭載了一臺全新升級的儀器——微波成像儀。

微波成像儀通過探測不同頻率譜段下物體對外輻射信號強度差異來獲取大氣、陸地、海洋表面等觀測對象的信息，再轉(zhuǎn)變?yōu)楹Ｃ骘L(fēng)速、海冰分布、地表溫度、大氣降水、土壤濕度等與人們生活息息相關(guān)的物理參數(shù)，最后形成多維圖像。

作為氣象領(lǐng)域的“千里眼”，升級后的微波成像儀可以接收地球大氣10GHz到183GHz的微波輻射能量，獲取臺風(fēng)內(nèi)部溫濕結(jié)構(gòu)、臺風(fēng)強度、臺風(fēng)影響區(qū)雨強等關(guān)鍵信息，預(yù)測臺風(fēng)未來發(fā)展情況，對臺風(fēng)暴雨“精準(zhǔn)把脈”。

采用特別的低傾角軌道

風(fēng)云三號G星的運行軌道高度為407千米，是風(fēng)云氣象衛(wèi)星家族史上“飛得最低”的成員。目前，低軌衛(wèi)星大多采用太陽同步軌道，軌道傾角略大于90度，風(fēng)云三號G星則采用傾角為50度的低傾角軌道，是中國首顆低軌非太陽同步傾斜軌道氣象專用星。

為何不采用太陽同步軌道？專家指出，太陽同步軌道上的衛(wèi)星每圈都會經(jīng)過地球的南北極，對極區(qū)觀測效率較高，但對中低緯度地區(qū)觀測效率偏低。而風(fēng)云三號G星主要用于觀測大氣降水現(xiàn)象，根據(jù)全球降水分布，其運動范圍需集中在中低緯度之間。采用低傾角軌道可以更好地覆蓋中國臺風(fēng)降水密集區(qū)域，提高觀測頻次和預(yù)報精度。

運行于低傾角軌道也使風(fēng)云三號G星面臨不斷變化的光照條件，太陽會定期出現(xiàn)在軌道面的兩側(cè)，在一段時間內(nèi)，太陽照射衛(wèi)星的左側(cè)面，過一段時間，太陽又會照射衛(wèi)星的右側(cè)面。為了維持穩(wěn)定的熱環(huán)境，衛(wèi)星可在3分鐘內(nèi)完成“自動掉頭”，實現(xiàn)正飛和倒飛的靈活切換，使衛(wèi)星始終以同一側(cè)面面向太陽。

在未來的業(yè)務(wù)運行中，風(fēng)云三號G星將發(fā)揮這些“獨門絕技”，與風(fēng)云三號“黎明星”“上午星”“下午星”功能互補、相互配合，組網(wǎng)形成完整的低軌氣象衛(wèi)星業(yè)務(wù)綜合觀測能力，將預(yù)報精度提高3%左右，預(yù)報時效延長24小時左右，氣象災(zāi)害監(jiān)測時效提高近1倍，為臺風(fēng)、暴雨、暴雪等災(zāi)害性降水提供高精度觀測資料。(完)

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