世界气象日：“风云三号”卫星如何助力智慧气象？

文 / 张琳

国家卫星气象中心

审稿/钱航

中国科学院国家空间科学中心

3月23日是世界气象日，今年世界气象日的主题是“智慧气象”。

智慧气象是通过云计算、物联网、移动互联、大数据、智能等新技术的深入应用，依托于气象科学技术进步，使气象系统成为一个具备自我感知、判断、分析、选择、行动、创新和自适应能力的系统，让气象业务、服务、管理活动全过程都充满智慧。

而说到气象科学技术，就不得不提一提气象卫星，气象卫星综合了气象和航天领域的高科技，是智慧气象的一大助手和重要成果之一。下面我们就来了解一下备受关注的风云三号气象卫星。

风云三号极轨气象卫星，图片来源：国家卫星气象中心

风云三号卫星是我国第二代极轨气象卫星，可在全球范围内实施全天候、多光谱、三维、定量探测，主要为中期数值天气预报提供气象参数，并监测大范围自然灾害和生态环境，同时为研究全球环境变化、探索全球气候变化规律以及航空、航海等提供气象信息。风云三号现已发射了A、B、C、D四颗星，保证了极轨气象卫星的升级换代，完成了 “上下午星业务组网”的观测布局，同时也实现了多个“中国之最”。

谈到风云三号系列卫星，就不得不说 “带头大哥”风云三号A星，从这颗2008年成功发射的“奥运星”开始，中国极轨气象卫星的观测能力得到质的飞跃。卫星携带的微波探测仪器和红外垂直探测仪实现了对大气的三维探测，不仅可以了解云和大气的表面特性，而且可以探测大气温度湿度的垂直结构分布，这对天气预报特别是数值预报有着非常关键的作用。

风云三号A星中分辨率光谱成像仪全球影像镶嵌图，图片来源：中国气象局、国家卫星气象中心

风云三号B星是我国第一颗下午轨道气象卫星，与A星共同实现了极轨气象卫星“上、下午星组网观测”的布局，将全球观测时间分辨率从12小时提高到6小时，进一步增强了我国防灾减灾和应对气候变化能力。

风云三号C星则是风云三号系列卫星中第一颗业务卫星，实现了从科研试验卫星到业务应用卫星的转变。风云三号C星的资料被我国和国际同行应用于数值预报模式，欧洲数值预报中心和英国气象局表示卫星数据质量与欧美同类仪器相当，对数值天气预报准确度有改进。

2017年11月15日发射的风云三号D星作为现在国内光谱通道数量最多的卫星更是备受关注，星上装载了10台/套先进的遥感仪器，其中四台为全新仪器，一台为改进仪器，五台继承仪器。

高光谱温室气体监测仪（GAS）是首次在风云卫星上搭载的监测全球温室气体浓度的遥感仪器，可以获取二氧化碳、甲烷、一氧化碳等主要温室气体的全球浓度分布和时间变化的信息，提高区域尺度上地表温室气体通量的定量估算，分析和监测全球碳源碳汇，为巴黎气候大会温室气体减排提供科学监测数据。

广角极光成像仪（WAI）是全球首台从空间大范围获取极光图像的遥感仪器，在高磁纬地区可以实现极紫外波段、每2 分钟一幅、约130°×130°范围的极光图像，空间分辨率10公里，可以监视极光边界位置、电离层全局图像和沉降电子分布，实现极光强度和范围、极区沉降粒子的现报，进而开展磁暴预报、磁层亚暴预报和极区电离层天气预报。

电离层光度计（IPM）通过测量氧气原子和氮气分子的极紫外波段气辉辐射强度，反演夜间电子浓度和白天氧氮比参数，实现电离层状态及变化监测。这两台仪器将提升我国空间基础设施安全的保障能力，为国家航天强国战略的实施提供支撑。

风云三号卫星台风监测，图片来源：国家卫星气象中心