气象卫星在环境监测中的重要性

贾辰昊

摘 要：在环境监测过程中，气象卫星是环境数据监测和采集的重要技术手段，随着气象卫星技术水平的提高，其发挥的作用也越来越显著。本文首先对气象文星在环境监测中的重要性进行分析，进而研究气象卫星技术的发展及应用，包括气象卫星地面系统、信息服务、数据共享、业务运行等方面的应用，从而更好的认识气象卫星的重要性。

关键词：气象卫星 环境监测 重要性

前 言

通过学习相关知识，我们了解到由我国自主研发的风云系列气象卫星，已经有超过40年的运行历史，在气象监测和环境污染控制等方面，都发挥出了重要作用。在40多年的发展过程中，风云系列气象卫星的功能作用也不断完善，并实现业务化运行，广泛应用到气候、环境、能源、农业生产等领域，为国民经济发展提供了技术支持。有必要对其应用重要性进行分析，并关注于气象卫星的技术发展。

一、气象卫星对于环境监测的重要性分析

（一）气象卫星发展历史研究综述。国外关于气象卫星的研究工作起步较早，杨军等人（2015）对美国气象卫星发展历程进行了研究。美国在1960年时成功发射第一颗极轨气相卫星TIROS-1号，首次捕捉到天气系统完整卫星云图。此后几年时间，美国共发射十颗试验卫星，并开始着手先救NIMBUS系列文星，搭建极轨业务技术平台。该阶段气象卫星在环境监测中的应用主要体现在气相环境分析方面。1970年，美国开始研发具有全球覆盖功能和自动云图传输功能的ITOS系列卫星研发工作。1978年，具有标志性的TIROS-N卫星发射成功，利用红外可见光技术和高分辨率辐射计，实现四通道采集传输，能够观测热量温度、对热量手指进行计算，并识别雪和海冰等。我国气象卫星研发工作相对起步较晚，但经过几十年的研究，成果也较为丰富。王晓海（2016）指出，我国第一颗风云气象卫星于1988年成功发射。风云系列卫星，从卫星到地面的应用系统，均为我国自主研发设计，拥有自主知识产权。在此之后的短短二十年间，风云二号、风云三号、风云四号卫星陆续发射，种类包括极轨气象卫星、静止气象卫星等，为气候和环境监测提供了有力支持[1]。

（二）气象卫星的主要功能作用。风云系列气象卫星的功能较为完善，能够满足气候监测和环境监测等各种类型的监测任务。在指令收发站、控制中心、数据处理中心和数据利用站等的共同配合下，可以及时接收到气象卫星采集到的信息数据，并对卫星系统运行状态进行监测和控制，确保其运行稳定性。不同种类的卫星具有不同的功能作用，比如由两颗静止卫星风云二号组成的双星业务系统，可以对我国及周边范围内的天气情况进行监测。其中，主业务卫星工作在105°E方位，备份业务卫星工作在86.5°E方位，能够分别在汛期和非汛期执行不同的观测模式。两颗卫星每天能够获得28幅全圆盘图和20幅北半球图，对观测区域进行96侧观测。也就是说，每15分钟就可以得到一幅云图，极大的提升了天气监测能力，可以为预防台风等灾害气象提供保障[2]。

二、气象卫星技术发展及应用

（一）地面系统的应用。地面应用系统是气象卫星的重要组成部分，直接决定这其使用功能。首先，地面应用系统要对卫星荷载情况进行管理，并及时处理卫星下传的数据，根据实际业务需求，对其进行分发和应用。我国风云系列气象卫星系统是由气象局负责建设的，同时负责地面系统的运行管理。具体由卫星数据收发站接受卫星下传数据，并负责数据存储工作。由运行控制中心，对系统工作状态进行判断，及时对其异常现象作出响应。由数据处理中心对原始观测数据进行分析，得到价值含量较高的数据和图表，直接发送给相关用户。其中，数据处理工作技术难度最高，由气象中心的工作人员负责处理，从遥感目标地点提取大气、云层、地表等定量参数。完成这些基本的运行管理和数据处理工作后，可以分发给环境部门、农业部门等业务部门，开展相应的管理工作。

（二）气象卫星产品及信息服务。除上述观测资料外，气象卫星还能够提供许多产品和服务。比如风云一号极轨卫星，不仅能提供全球图像，还能提供长波辐射、积雪覆盖、海表温度等重要的环境监测数据。再比如，风云二号静止卫星，可以提供多种图像产品，包括水情监测图像、火情监测图像、干旱监测图像和亮度温度图像等。这些产品数据和信息服务功能是对外开放的，除了系统自身的实时广播功能外，也能够从互联网中获取，最大化满足各地环境监测部门的实际使用需求。特别是在环境灾害监测和环境污染检测方面，采用其他监测手段难以满足覆盖范围和信息反馈及时性的要求，必须在气象卫星产品和信息服务的支持下，才能保证环境监测及防控工作的顺利开展。

（三）数据共享功能。气象卫星检测到的数据是高度共享的，向社会公众公布，方便林业森林火情控制、农业水情调度等方面工作的开展。不仅如此，通过对气象卫星数据进行规范化处理，还可以实现与外国卫星系统数据的共享共用。在此方面，我国气象局积极开展卫星数据整编工作，对历史数据进行长时间序列化处理，采取高精度的处理技术，面向用户的实际数据使用需求，采取信息加工方法，实现了信息输出与用户需求的良好对接。另一方面，我国气象卫星数据已经实现与美国、日本和欧洲气象卫星数据的共享共用，通过WEB方式向全世界用户提供气象卫星产品及信息服务。在此情况下，可以为全球范围内的环境监测和治理提供有力支持。

（四）实际业务应用。目前气象卫星技术已经被广泛应用到环境监测的各个领域，包括气候环境监测、自然灾害监测、环境污染检测等等。其中许多环境监测业务与国民经济生产活动有直接关系，比如海上运输行业、矿山、林业、畜牧业、农业等。通过采用气相卫星技术，可以对影响实际生产活动的台风、暴雨、沙尘暴、洪涝、海冰等灾害气象进行预测分析，从而制定有效的应对措施，最大限度的降低灾难损失。总体而言，气象卫星技术与生产生活息息相关，对各个行业的发展都有重要作用，更是环境监测工作不可缺少的技术手段。

结束语

综上所述，通过对气象卫星的发展和工作作用进行分析，可以看出气象卫星为环境监测工作提供了多项技术服务，极大的提升了环境监测能力。合理利用气象卫星数据，可以做到对环境问题的实时监测和提前处理，降低自然灾害风险，同时为环境治理等方面的工作提供依据。而且气象卫星运行稳定，可以为环境监测工作的正常开展提供保障。

参考文献

[1] 金磊，赵鑫，全广宇.气象卫星资料在森林环境监测中的應用[J].科学技术创新，2018（18）：147-148.

[2] 卢乃锰，郑伟，王新，高玲，刘清华，武胜利，蒋建莹，谷松岩，方翔.气象卫星及其产品在天气气候分析和环境灾害监测中的应用概述[J].海洋气象学报，2017，37（01）：20-30.