從外太空看地球：風雲四號不止觀測風雲

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前兩天，也就是12月11日凌晨，搭載風雲四號衛星A星的長征運載火箭，在西昌衛星發射中心成功點火升空了。對於大眾而言，「神州」系列飛船並不陌生，「長征」運載火箭也在新聞報道中被反覆提及。但「風雲」？第一印象大概是這樣的：

拋開童年回憶電視劇不談，關於風雲氣象衛星，你該知道些什麼？

氣象衛星能幹啥、怎麼分類

了解風雲，得從了解氣象衛星開始。氣象衛星是指從外太空觀察地球和大氣層氣象的人造衛星。這些衛星安裝了各種遙感器，可以接收地球和大氣層的可見光、紅外線和微波輻射，並把這些數據傳送到地面觀測站。

按照軌道的區別，氣象衛星分為極軌衛星和靜止衛星兩種。極軌衛星指的是運行路線覆蓋南北極的衛星，它們的軌道與太陽同步。而靜止衛星就很好理解啦，指的是在赤道平面上每24小時繞地球一圈、因此相對於地球靜止的氣象衛星。從功能來說，它們各有優勢：極軌衛星在南北極環繞軌道上快速運動著，可以獲取全球的氣象數據；而靜止衛星專註地觀察著全球三分之一左右的固定區域，獲取數據的頻率飛快。對於中國這樣一個幅員遼闊、氣象需求巨大的國家來說，兩種衛星缺一不可。

中國的氣象衛星系統

截至目前，全球同時擁有極軌衛星和靜止衛星的國家並不多。1997年，隨著風雲二號的成功發射，我大天朝緊隨美國、俄羅斯，成為了全球第三個登上這個名單的國家。中國的風雲系列中，風雲一號、三號為極軌氣象衛星，而二號和剛剛成功發射的四號，則是靜止氣象衛星。

雖然命名時直接按時間順序一號二號三號這麼排開，但每一號風雲衛星其實並不只一顆——嚴格來說，每一號都有一批。比如風雲一號，就包含風雲一號ABCD四顆衛星。

到目前為止，中國一共發射了15顆氣象衛星，其中7顆在軌穩定運行中，為國內的氣象數據收集與科學研究提供保障。國家衛星氣象中心可以查看並下載大量衛星圖像與數據。

風雲四號厲害嗎

國家衛星氣象中心的新聞標題叫《當今最先進的氣象衛星在西昌發射》……雖然很不謙虛，但卻是一句大實話。風雲四號A星確實已達到了當今世界氣象衛星的最先進水平。

風雲四號總設計師董瑤海的解釋非常清晰：「衛星掃描成像是類似印表機的原理，圖像是通過掃描一行一行拼接而成。為了確保衛星遙感數據的精確，這就要求衛星在拍攝圖像時，即要做到瞄得准，也要做到對得上。」「瞄得准」要求衛星的相機能始終準確定位同一個地理位置；「對得上」要求衛星拍攝的相鄰圖像的相對位置關係配准精確。在這一點上，風雲四號A星做到了高達1像元的定位精度：衛星上的鏡頭對地面的指向精度偏差不大於5個角秒，也就是時鐘的秒針滴答一下、每秒轉過角度的1/4320。

除了圖像定位和配准技術，風雲四號在使用壽命、儀器性能等方面也有了巨大的飛越，與NASA在今年11月19日發射的GOES-R衛星旗鼓相當。

衛星投入使用後，可更加精確地開展各種天氣的監測與預報預警。風雲四號裝載的閃電成像儀1秒鐘能拍500張閃電圖，探測區域範圍內的閃電頻次和強度，在國內首次提供閃電預警。它還能能每3分鐘對颱風區域進行觀測，充分彌補了目前在軌衛星拍出來的雲圖解析度不夠高的缺點。它還將對災害及環境監測、人工影響天氣、空間天氣研究等提供有力支撐。

風雲四號的發射，意味著中國在靜止氣象衛星上的升級換代，全球氣象衛星系統中地位的提升，東半球氣象數據收集和分發上話語權的提高；也意味著中國的氣象市場，無論是商業還是民用，都得以挖掘因為數據精度提升、預測能力提升而帶來的巨大潛力。