风云卫星是怎样预报天气的？

2017-04-17倪伟周霞

太空探索 2017年2期

关键词：气象卫星云图风云

□ 倪伟周霞

风云卫星是怎样预报天气的？

□ 倪伟周霞

卫星云图还原风云变幻

天气预报越来越准了。以前人们出门看天，猜测天气情况；现在出门看看手机上的天气APP，半个月的天气情况都一览无余。

气象卫星对此居功至伟。茫茫太空中的气象卫星，就是敏于“察言观色”、洞察风云变幻的一双双“眼睛”。每一次气象卫星的技术进步，都使得天气预报的准确率进一步提升，这是一个无止境的过程。

我们已经习以为常的天气预报，到底是如何利用气象卫星实现的呢？

卫星云图是天气预报中使用的重要手段，五颜六色的卫星云图可以用来识别不同天气系统，确定其位置，判别其发展阶段和演变趋势。例如，估计台风中最大风速，预测对流云的降水强度等。

这些卫星云图都是由气象卫星从太空中的不同位置拍摄的，通过卫星将大量观测数据传回地面站后，再还原合成准确的云图。我国气象卫星云图，例如中央电视台在天气预报中使用的云图，全部由上海航天技术研究院抓总研制的风云系列卫星拍摄。气象研究人员每隔半小时或1小时选择一幅云图图像，利用连续的12幅图像合成云图动画，便可以清晰地看到过去6小时～12小时里云团的移动和变化，从而判断和预测天气状况。

气象卫星云图分为太阳同步轨道气象卫星云图和地球静止轨道气象卫星云图。风云一号和风云三号位于距地面高度大约500千米～1000千米的太阳同步轨道上，拍摄太阳同步轨道气象卫星云图，拍的是宽幅大照片。风云二号和刚刚发射的风云四号，定位在距地面约3.6万千米的地球静止轨道上，拍摄地球静止轨道气象卫星云图，是局部高清图片。

这两种云图相配合，既能获取局部地区气象状态的细微变化，又能获取全球范围内的宏观气象数据，能大大提升天气预报的准确性。随着风云卫星的发展，我国天气预报的准确率从上世纪70年代的约50%，已经提高到了现在的90%。

风云四号正式投入业务运行后，将逐步接替风云二号提供更加及时和高精度的观测数据。目前在轨运行的风云三号则为全球气候变化和大气环境监测提供了重要观测数据。

据统计，风云气象卫星的数据每年被数以亿计地引用，成为了国内最大的遥感卫星数据库。全球70多个国家和地区、全国超过2500家单位均在使用风云卫星数据。是精确的大气观测参数，这对卫星提出了很高的定量化需求。何谓定量化？普通的遥感卫星只需看到观测区域的外部状态即可，而气象卫星作为定量遥感卫星，必须准确测量观测区域的温度、湿度等各类数值，通俗来说，不仅要“看见”，还要“定量化”。

就拿风云四号卫星来说，卫星选择以青海湖为定标场，在3.6万千米之外对湖水温度的测量误差小于1度。同时，当湖水温度变化0.1度时，卫星能够准确感知出来。