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觀(guān)眾朋友您好，歡迎您收看我們這一期的與科學(xué)家聊“天”。
我做天氣預報有一次參加一個(gè)聚會(huì )，有些朋友們恰巧沒(méi)認出來(lái)我是誰(shuí)，一介紹以后，有人就說(shuō)你不應該穿那身衣服，你應該穿個(gè)T恤衫，上面印著(zhù)衛星云圖，這樣大家誰(shuí)都認出你來(lái)了。
氣象衛星的確是天氣預報節目當中最直觀(guān)、最形象的專(zhuān)業(yè)圖形序列，也正因為如此,它的知名度特別高，大家都覺(jué)得都很神奇。有人說(shuō)，你們這個(gè)工作真簡(jiǎn)單，有氣象衛星云圖，一看云圖就能預報了。還有人說(shuō)，你看現在都有氣象衛星，怎么有的天氣預報還不準呢？所以很多談?wù)撛?huà)題都是基于氣象衛星。
其實(shí)在我們看來(lái)氣象衛星有點(diǎn)像天氣的“精算師”，有人說(shuō)它是千里眼、順風(fēng)耳。今天我們這個(gè)話(huà)題就針對氣象衛星，我們請到三位嘉賓，都是氣象衛星這個(gè)領(lǐng)域的大咖級人物。
第一位是中國工程院院士許健民；
第二位是國家衛星氣象中心副主任、風(fēng)云四號地面應用系統總指揮魏彩英女士；
第三位是風(fēng)云四號地面應用系統總師張志清先生。
氣象衛星有將近40年的歷史，1988年9月，開(kāi)始有了我們自己的氣象衛星。在1988年那個(gè)時(shí)候，大家聽(tīng)說(shuō)中國發(fā)射了氣象衛星了那才是真正喜大普奔的事情。
許院士您給我們介紹一下有氣象衛星和沒(méi)有氣象衛星對于氣象業(yè)務(wù)、氣象學(xué)科、氣象事業(yè)有什么差別？
2016-12-05 14:30:20
在沒(méi)有氣象衛星以前，我們依靠氣象站觀(guān)測的資料來(lái)了解分析天氣，氣象站觀(guān)測的資料有多少頻次呢？探空資料，一天兩次，時(shí)間是0點(diǎn)和12點(diǎn)。地面資料，全球交換發(fā)報的3小時(shí)一次，一天8次，還有一小時(shí)一次的航空報，只有地面資料。并且這種探空站的資料和地面站資料只在有氣象站的地方才有，沒(méi)有氣象站的地方?jīng)]有資料。我們知道地球上70%是海洋，30%是陸地，陸地上還有高山還有沙漠，所以有氣象資料的地方在地球上所占的比例非常少，觀(guān)測頻次也是很低。有了氣象衛星以后，第一，我們得到了全球資料，全球都能觀(guān)測到。第二，我們得到了高時(shí)間頻次的資料，現在氣象衛星，風(fēng)云二號衛星最多6分鐘取一幅圖，這樣，天氣的連續演變可以觀(guān)測到，這就是區別。
2016-12-05 14:32:11
我覺(jué)得說(shuō)得非常清晰，就說(shuō)是地面觀(guān)測原來(lái)是三小時(shí)一次，現在衛星可以看六分鐘就轉一遍。地球表面絕大多數的面積是海洋，這是盲區，高山、海島、荒漠同樣是盲區，有了氣象衛星之后一切都不再是盲區了，一切都在人的注視當中，這是一個(gè)非常大的變化。應該說(shuō)氣象衛星有獨特的貢獻，除了這些觀(guān)測之外，魏主任，您給我們講解一下氣象衛星還有哪些獨特的功效？
2016-12-05 14:35:11
剛才許院士講的觀(guān)測范圍到頻次的不同，另外觀(guān)測的手段和觀(guān)測要素上也會(huì )多種多樣。大家比較熟悉的是從電視上看到的衛星云圖，隨著(zhù)衛星技術(shù)的發(fā)展，我們即將發(fā)射的“風(fēng)云四號”將會(huì )有三維垂直大氣探測能力，另外還會(huì )有閃電成像儀等，這和以往相比都是巨大的突破。衛星有多種多樣的觀(guān)測能力和手段，實(shí)現定時(shí)、定量的觀(guān)測，除大家熟悉的衛星云圖外，用戶(hù)還可以得到云、氣溶膠、輻射、降水、云導風(fēng)等多種定量反演產(chǎn)品。
2016-12-05 14:38:14
您說(shuō)到現在有了突破，即將發(fā)射的“風(fēng)云四號”衛星的突破，有閃電、有三維輪廓的觀(guān)測，這和以往有很大的不同，這個(gè)話(huà)題可以組成一個(gè)坐標，縱坐標從沒(méi)有氣象衛星到有氣象衛星但是還沒(méi)有這么功能強大的氣象衛星，再有一個(gè)橫坐標就是我們的氣象衛星和別的國家的氣象衛星有什么不同，或者說(shuō)在國際領(lǐng)域當中我們處在什么樣的位置，許院士能給我們介紹一下嗎？我們的位置是什么樣？
2016-12-05 14:40:44
靜止氣象衛星需要在赤道上3萬(wàn)6千公里高度的地方進(jìn)行觀(guān)測。因此，對靜止衛星而言，不同的國家有不同的分工，美國看西半球，歐洲看格林威治0度那個(gè)地方，日本看140度東經(jīng)的太平洋上。我們中國把風(fēng)云氣象衛星定點(diǎn)定在以中國領(lǐng)土的中心經(jīng)度：東經(jīng)105度、赤道這個(gè)地方。也就是西安的經(jīng)度。在這個(gè)地方擺一個(gè)衛星有什么好處呢？它可以觀(guān)測到影響中國的天氣系統，北邊到西伯利亞，西邊到非洲，東邊到太平洋，南邊到南印度洋，全部都看見(jiàn)了。因此影響中國的天氣系統基本上在“風(fēng)云二號”觀(guān)測范圍以?xún)?，這對中國來(lái)講最最重要的一件事情。其它國家的衛星，日本的衛星、歐洲的衛星、美國衛星，在那個(gè)地方看不見(jiàn)我們這兒的系統，對于我們中國天氣系統來(lái)講，中國氣象衛星這個(gè)位置最合適。
2016-12-05 14:42:13
那實(shí)際上我可不可以這樣理解，就是我們的衛星無(wú)論是靜止衛星、極軌衛星，所形成的這樣一個(gè)衛星群，包括國際上的衛星群，一方面是承擔著(zhù)國家責任，它為我們這個(gè)國家的人來(lái)監測天氣，同時(shí)還承擔著(zhù)國際責任，大家資料是相互交換、共享的。
2016-12-05 14:45:43
剛才說(shuō)的是靜止氣象衛星，對極地軌道衛星來(lái)講，現在美國、歐洲的衛星基本上用上午星和下午星兩個(gè)來(lái)觀(guān)測全球天氣。對數值預報來(lái)講，它需要每三個(gè)小時(shí)有一個(gè)全球覆蓋的觀(guān)測資料，那如果只有上午星、下午星的話(huà)，那么在地球上就有某一些條帶，每三個(gè)小時(shí)條帶上資料是空缺的。因此大家都希望誰(shuí)能夠做一個(gè)凌晨衛星，凌晨時(shí)發(fā)的衛星，那么現在國際上大家希望的就中國的“風(fēng)云三號”能夠在凌晨這個(gè)時(shí)候擺上去，這樣擺上去以后，那全世界每三個(gè)小時(shí)的全球資料里頭，這個(gè)缺資料的條帶就沒(méi)有了，這將可以大大提高數值預報的精準度。
2016-12-05 14:46:04
您剛才談的這個(gè)是“風(fēng)云三號”，氣象衛星兩種，一個(gè)是極軌一個(gè)是靜止，我可不可以這樣理解，就是靜止它像蹲點(diǎn)一樣就在這個(gè)地方專(zhuān)注地看，極軌像巡視員一樣，它在巡視，功能、專(zhuān)長(cháng)各有不同。我想請教一下張總師，我們從沒(méi)有氣象衛星到有氣象衛星，再到即將發(fā)射新的氣象衛星，剛才魏主任談了，風(fēng)云四號與前面有很大的不同，有很大的優(yōu)化還有了自己的亮點(diǎn)，您覺(jué)得即將發(fā)射的“風(fēng)云四號”衛星有什么特別的亮點(diǎn)？
2016-12-05 14:49:28
氣象衛星所攜帶的儀器，最早是光學(xué)儀器，主要觀(guān)測可見(jiàn)光、紅外波段。對于可見(jiàn)光來(lái)講，只能在有太陽(yáng)的時(shí)候才能看見(jiàn)云圖，夜晚的時(shí)候就沒(méi)有了。后來(lái)紅外，觀(guān)測解決了晝夜觀(guān)測問(wèn)題，但是紅外只能看到云頂的情況，有密實(shí)的云和大氣的地方，紅外無(wú)法穿透。所以現行的可見(jiàn)光和紅外配合觀(guān)測，仍無(wú)法解決三維觀(guān)測的問(wèn)題，所以未來(lái)仍需要微波星。微波能穿透云雨大氣，這將是我們未來(lái)的技術(shù)方向?！帮L(fēng)云二號”和“風(fēng)云四號”相比，風(fēng)云二號上只有一個(gè)儀器叫自旋掃描輻射器——輻射成像儀，它只有五個(gè)通道。這五個(gè)通道什么意思呢？就相當于一個(gè)人用五種顏色的眼鏡，你戴著(zhù)不同的眼鏡可以看到不同的大氣和地物目標特征?！帮L(fēng)云四號”攜帶了四種儀器，我們從單個(gè)儀器觀(guān)測走向了綜合觀(guān)測，其中先進(jìn)的成像輻射儀跟風(fēng)云二號相比，從5個(gè)通道變成14個(gè)通道，相當于多了9副眼鏡，它能看到的大氣和地物目標更多。
第二個(gè)儀器是干涉式紅外大氣探測儀，它屬于高光譜的大氣探測儀器，可以解決晴空大氣溫、濕度三維廓線(xiàn)的探測，這個(gè)儀器也將是世界上第一個(gè)在靜止軌道上采用高光譜的紅外探測儀器。
第三個(gè)儀器是閃電成像儀，大家都知道，閃電是強對流天氣系統的示蹤信號，它能夠表述強對流天氣的發(fā)展，在靜止軌道上能夠實(shí)現對閃電的連續不斷監測。
第四個(gè)儀器是空間環(huán)境監測儀器包。靜止氣象衛星的軌道不僅是天氣觀(guān)測的優(yōu)選平臺也是空間天氣觀(guān)測的一個(gè)理想平臺，所以我們在這個(gè)平臺上還放了很多空天天氣災害監測的儀器的，所以相比之下“風(fēng)云四號”和“風(fēng)云二號”比的話(huà)有這么幾個(gè)特點(diǎn)，第一個(gè)特點(diǎn)就是從單一載荷走向了綜合多載荷，從單一觀(guān)測走向綜合觀(guān)測。
第二個(gè)特點(diǎn)，它的空間分辨率更高。風(fēng)云二號原來(lái)可見(jiàn)光的分辨率是1.25公里紅外是5公里，到了風(fēng)云四號可見(jiàn)光的分辨率可以達到500米，紅外達到2-4公里。
第三個(gè)特點(diǎn)，觀(guān)測頻次更高?！帮L(fēng)云二號”目前最快6分鐘進(jìn)行一次區域觀(guān)測，“風(fēng)云四號”可以實(shí)現在東西和南北各一千公里的范圍內，進(jìn)行一分鐘一次的觀(guān)測，這個(gè)觀(guān)測頻次有了極大提高。
2016-12-05 14:51:50
我聽(tīng)著(zhù)聽(tīng)著(zhù)，因為比較專(zhuān)業(yè)，雖然都是說(shuō)氣象，但還有點(diǎn)隔行如隔山，第一，原來(lái)一臺儀器現在四臺儀器，載荷不一樣了。就像手機一樣，原來(lái)手機只能打電話(huà)，現在手機還能照相還有大量的APP，而且你談到不光對著(zhù)大氣層還關(guān)注空間天氣顯得它的視野更廣闊，它的產(chǎn)品更豐富了，它對我們的保障，更讓我們有一種更踏實(shí)的感覺(jué)。
那么“風(fēng)云四號”這個(gè)衛星它在發(fā)射之后對我們來(lái)說(shuō)有多長(cháng)時(shí)間能夠使用這樣的一些功能？
2016-12-05 14:57:38
據我們所知，跟“風(fēng)云四號”同步發(fā)展的今年11月19號發(fā)射的美國GOES-R衛星，和日本的向日葵8號、9號，在世界上處于同期的靜止氣象衛星。他們公布的衛星發(fā)射之后的在軌測試計劃都是一年。為什么需要這么長(cháng)的時(shí)間呢？因為這些衛星都采用了很多先進(jìn)的技術(shù)，由于它們的空間分辨率更高、觀(guān)測頻次更高，所以它們遇到了許多探測數據預處理方面的難題。我們通過(guò)衛星來(lái)觀(guān)測的數據并不能夠直接運用，它要經(jīng)過(guò)預處理和產(chǎn)品處理以后才可以能夠得到運用。什么叫數據預處理？我們看到的衛星的圖像，它對應在地球上精確的經(jīng)緯度，也就說(shuō)在地球上的地理坐標，這是我們首先要確認的，我們叫做定位和配準數據。第二，我們看到的大氣資料，它代表的物理特性，物理量要經(jīng)過(guò)高精度的對標，這是我們講的預處理。第三，要把這些經(jīng)過(guò)預處理以后的產(chǎn)品再變成各種反映大氣物理特性的定量產(chǎn)品。衛星數據要經(jīng)過(guò)這些處理以后才能為廣大用戶(hù)所使用，這里面有許許多多的技術(shù)難點(diǎn)，所以需要比較長(cháng)的在軌測試。
由于靜止氣象衛星它是定點(diǎn)在赤道上空約3.58萬(wàn)公里的地方，我們盡管把它叫做靜止衛星，但實(shí)際上它并不是絕對不動(dòng)的，它仍然有軌道運動(dòng)、姿態(tài)運動(dòng)，它的姿態(tài)是主動(dòng)姿態(tài)控制，所以它時(shí)時(shí)刻刻都在動(dòng)。
另外還有一個(gè)面臨的更大的難題，就是它所處的軌道環(huán)境很惡劣。大家都知道風(fēng)云四號采用三軸穩定。
2016-12-05 14:58:05
“風(fēng)云四號”是首顆三軸穩定的？
2016-12-05 15:04:39
風(fēng)云四號是我國首顆三軸穩定靜止氣象衛星。風(fēng)云二號采用自旋穩定工作方式，過(guò)渡到三軸穩定的工作方式，三軸穩定的工作方式是一個(gè)什么樣呢？它有一個(gè)固體的對地面始終面向地球，這個(gè)面就像人的眼睛一樣，永遠可以盯著(zhù)地球，此外還有一個(gè)對立面的存在。由于是三軸穩定，所以風(fēng)云四號面向太陽(yáng)的一邊，溫度能達到零上100-200℃，面向地球不照太陽(yáng)那一邊那就是宇宙空間，零下100-200℃，這么一個(gè)巨大的溫度梯度要分布在這樣一個(gè)航天器上，它任何好的材料它都會(huì )變形。衛星平臺上搭載很多有效載荷，平臺發(fā)生了熱變形了，那么這些儀器的指向也就偏了，所以在做圖像定位的時(shí)候，三軸穩定衛星也是全世界遇到的難題。我們知道太陽(yáng)，地球赤道面和黃道面，地球是在黃道面上運行的，這兩個(gè)面交角有23.5度，也就是相對地球而言太陽(yáng)每年都要從南邊到北邊，從北邊到南邊要走一個(gè)來(lái)回。
2016-12-05 15:05:06
冬至夏至。
2016-12-05 15:09:34
對，這個(gè)環(huán)境變化也會(huì )導致衛星因為平臺熱分布和熱形變而產(chǎn)生的指向偏差變化。所以只有通過(guò)一年在軌測試才能夠掌握衛星運行基本規律，為以后業(yè)務(wù)應用做好準備。所以在“風(fēng)云四號”計劃發(fā)射以后，初步考慮也要經(jīng)過(guò)一年的在軌測試投入使用。
2016-12-05 15:10:01
沒(méi)想到，可能我們很多人覺(jué)得衛星在太空當中轉來(lái)轉去很安閑的樣子，但實(shí)際上它的生存環(huán)境實(shí)在是太惡劣了。前兩天大家在網(wǎng)上在聊穩定，有三軸穩定，我不知道是不是跟這個(gè)相關(guān)。有人覺(jué)得攝像機在高速運動(dòng)狀態(tài)下，那個(gè)鏡頭不穩定，拍出來(lái)的效果很模糊，后來(lái)他們把一個(gè)小的攝像機綁到一只雞的頭上，發(fā)現雞的頭保持穩定的能力特別強是三軸穩定，但是雞沒(méi)有辦法在那個(gè)太空環(huán)境當中承擔三軸穩定的職責。您說(shuō)到了一年的時(shí)間，但是對我們大家來(lái)說(shuō)，“好飯不怕晚”，值得期待。
以前發(fā)射過(guò)很多氣象衛星，我們今天在報紙上看到發(fā)射氣象衛星的消息，后面常有一兩句話(huà)的評論或預期就說(shuō)氣象衛星發(fā)射將極大提高中國天氣預報的準確率。我有時(shí)候在想預期率是不是有點(diǎn)高了，那么新的這一代的氣象衛星的確遠遠超出了它們的前輩衛星們，但是我們如何建立一個(gè)合理的預期，我想問(wèn)一下魏主任，它能做些什么，最后結果是什么？能夠在多大程度上改善我們現在的業(yè)務(wù)能力？
2016-12-05 15:13:51
這顆星搭載四類(lèi)有效載荷，各自都有它應用的領(lǐng)域。比方剛才說(shuō)的成像儀，“風(fēng)云二號”也有類(lèi)似的載荷。這兩個(gè)成像儀有多大的差別？總結上來(lái)說(shuō)，就是更“清、快、準”。首先是“清”，就是更清晰了。類(lèi)似我們電視機一樣，原來(lái)是高清的話(huà)，現在就是超清。清晰度，就是空間分辨率高了，比如紅外、水汽通道，原來(lái)風(fēng)云二號衛星是5公里，到了“風(fēng)云四號”是4公里，甚至有的通道是2公里；原來(lái)風(fēng)云二號衛星的可見(jiàn)光通道是1.25公里，現在最高分辨率是500米。
再一個(gè)就是“快”，就是時(shí)間分辨率的提高。我們大家都用相機拍照，原來(lái)是半個(gè)小時(shí)才拍一張圓盤(pán)圖，現在我們15分鐘就可以拍一張圓盤(pán)圖，如果一千公里乘一千公里區域，觀(guān)測時(shí)效只需一分鐘。對預報員來(lái)說(shuō)，高頻次的觀(guān)測資料就非常重要。大家都有切身的體會(huì )，一陣雨突然來(lái)了，然后又消失了，那么對這樣局地的中小天氣系統，原來(lái)我們半個(gè)小時(shí)才能看一次，難以捕捉到?，F在15分鐘看一次，甚至一分鐘看一次的話(huà)，就給預報員提供了前所未有的觀(guān)測資料。另外從空間上，對局地小天氣系統來(lái)說(shuō)也是一個(gè)非常好的一個(gè)觀(guān)測手段。原來(lái)大家看到都是二維的成像，風(fēng)云四號干涉式紅外垂直探測儀，將對三維空間的溫、濕度廓線(xiàn)進(jìn)行探測，因此對垂直方向上對大氣不穩定指數等有一個(gè)快速、直觀(guān)的判斷。再加上閃電成像儀，每?jì)珊撩胍粠拈W電探測，對觀(guān)測區域內閃電的總量以及強度都有直觀(guān)的監視。對短臨天氣預報，特別是定時(shí)、定點(diǎn)和定量的天氣預報來(lái)說(shuō)將有至關(guān)重要的作用。
“準”是指探測結果更加準確，就是探測精度的提高。具體表現為定標精度及反演產(chǎn)品精度的提高，從而提升衛星資料的應用效益。
大家知道數值天氣預報中衛星資料的應用貢獻巨大，剛才說(shuō)到的三維大氣探測，對數值預報尤其區域數值預報都會(huì )有非常廣闊的應用前景。我相信閃電儀觀(guān)測也會(huì )給預報員一個(gè)嶄新的視角，進(jìn)一步提高我們天氣預報準確率，發(fā)揮出新的應用效益。
2016-12-05 15:16:19
通常大家覺(jué)得衛星轉來(lái)轉去拍到的都是實(shí)際的直觀(guān)的畫(huà)面，其實(shí)很少有人知道它所監測到的那些數據，最后如何成為數值預報當中的原始數據的。
很多情況下天氣預報的尷尬就在于大網(wǎng)撈小魚(yú)，而那個(gè)小魚(yú)——局地的短時(shí)臨近天氣和小尺度的災害往往造成的影響很大。那如果這些都能做到，通過(guò)衛星的監測就形成一個(gè)短時(shí)臨近預警客觀(guān)標準，看到這個(gè)閃電看到這些數據之后，不用辨別也不用人工訂正，實(shí)現短時(shí)臨機的預警，許院士您覺(jué)得呢，能做到嗎？
2016-12-05 15:22:21
衛星給我們提供一個(gè)觀(guān)測的手段，我們觀(guān)測到現象后，還要進(jìn)一步了解它的系統怎么發(fā)生的，怎么發(fā)展的，怎么運動(dòng)的。這些都理解后，我們才有可能說(shuō)以后怎樣預報它，所以挺難的一件事情?！帮L(fēng)云四號”的圖像質(zhì)量會(huì )比“風(fēng)云二號”有臺階性的提高，這里面有兩個(gè)原因：第一個(gè)，“風(fēng)云二號”是一個(gè)自旋體，在旋轉當中對地球進(jìn)行觀(guān)測，因此衛星轉一圈就只能掃一條線(xiàn)，衛星離地球有多遠呢？有3.6萬(wàn)公里遠，地球半徑有多少呢？6400公里，也就是說(shuō)衛星離地球的距離，相當于地球半徑的6倍。衛星轉一圈360度，只有17.9度在看地球，那么其他時(shí)間它在外太空空轉。在如此遙遠地方看地球，且只有17.9度看地球，衛星觀(guān)測能力觀(guān)測質(zhì)量就很難提高了。等于我一秒鐘里面只有一會(huì )在看，其它時(shí)候閉著(zhù)，這樣衛星觀(guān)測圖像質(zhì)量就不太可能提高?，F在“風(fēng)云四號”變成三軸穩定，一直看地球，我不需要空轉。這個(gè)是第一個(gè)很大的提高。
第二個(gè)很大提高，過(guò)去的風(fēng)云二號衛星掃描儀光路設計成同軸三反，這個(gè)衛星的光路直指主鏡，衛星上用主鏡的拋物面把能量接收過(guò)來(lái)，反射到一個(gè)次鏡，次鏡就在主鏡的光路上，因此第二個(gè)鏡子把射向主鏡的光線(xiàn)擋住一部分，這是“風(fēng)云二號”的情況。到“風(fēng)云四號”情況，把第二面鏡子挪到射向主鏡的光路的外面去了，就是說(shuō)我們在衛星的赤道上面叫（離軸三反），光路上沒(méi)有庶擋，那么光路信號的能量全部都使用起來(lái)了，這兩個(gè)技術(shù)使得從地球上來(lái)的輻射能量能夠被衛星傳感器充分利用，因此我們預期“風(fēng)云四號”的圖像質(zhì)量會(huì )比“風(fēng)云二號”有臺階性的提高，這是我們預期的。
2016-12-05 15:23:47
沒(méi)有障礙物，第一，它視力好了，第二，它不亂看了，到處亂瞟就專(zhuān)注看該看的地方，這兩個(gè)對于衛星功能的體現都部分重要。
2016-12-05 15:25:25
但是要實(shí)現這一點(diǎn)非常非常難。當時(shí)我們發(fā)展靜止氣象衛星的時(shí)候，面積選擇自旋穩定還是三軸穩定的問(wèn)題，當時(shí)我們在這件事情上反復推敲反復思考，先做什么？后來(lái)我們決定先做一個(gè)自旋的，為什么？相對于三軸穩定而言，自旋的更加穩定、更加可靠、更加容易實(shí)現。
2016-12-05 15:25:46
先溫飽再小康，剛才我也想了解另外一個(gè)問(wèn)題，就是橫向去對比，我們的衛星您說(shuō)剛剛開(kāi)始做的就是自旋穩定然后到三軸穩定這也是一個(gè)巨大的突破，應該說(shuō)是一個(gè)歷史性的突破，一些發(fā)達國家他們氣象衛星與我們相比，現在處在一個(gè)什么樣的水平？
2016-12-05 15:27:07
中國的氣象衛星最重要的一個(gè)特征是包括衛星、地面系統、硬件、軟件全都自己研制。我們不是引進(jìn)的，都是自己做的。這樣就給了我們一個(gè)自主發(fā)展的機遇，開(kāi)始的時(shí)候，我們可能做得不是太好，慢慢我們找到問(wèn)題，解決問(wèn)題，衛星的可靠性、觀(guān)測質(zhì)量都在提高。因此應該說(shuō)，中國氣象衛星有自己的特色，這個(gè)特色是國際上同行都承認的，而且在某些方面，甚至比美國還要好。但是總體而言，我們現在還不如人家。
現在大概是什么水平呢？現在風(fēng)云三號極地軌道衛星，我們基本上就和國際上主流的美國、歐洲衛星在同一個(gè)平臺上，其中有一些觀(guān)測質(zhì)量被證明和他們是一樣好，甚至比他們更好一點(diǎn)。靜止衛星，通過(guò)“風(fēng)云四號”，我們也基本上達到了主流衛星相當的位置了，具體怎么樣，我們要到最后拿出圖來(lái)看，我們先不把這個(gè)話(huà)說(shuō)滿(mǎn)了。咱們拿出圖來(lái)看。
2016-12-05 15:30:43
今年有一個(gè)流行語(yǔ)，大家經(jīng)常說(shuō)到叫“永遠在路上”，對于氣象衛星的發(fā)展也同樣。我想就這個(gè)問(wèn)題問(wèn)三位，在我們心目當中就氣象衛星發(fā)展以后的軌跡，大概能夠達到一個(gè)什么樣的水平，給它的功能和作用的一個(gè)預期？還有現在還沒(méi)有達到的，我們希望它能達到一個(gè)什么樣的狀態(tài)？
2016-12-05 15:32:06
剛才張志清同志講了，我們希望氣象衛星不僅看到云頂的信息，還能看到云的內部，這是未來(lái)微波氣象衛星能做的。這次“風(fēng)云四號”衛星，在靜止軌道上的垂直探測儀是全世界第一個(gè)實(shí)現，也就是說(shuō)美國、歐洲衛星都沒(méi)有在靜止軌道上擺一個(gè)垂直探測儀，高頻次觀(guān)測中小尺度系統里大氣的三維結構，我們是第一個(gè)，這個(gè)也是非常了不起的事情。我們的想法，現在最重要、最難的是精度的提高，精度太重要了。我看郎平在天氣預報節目里做了一個(gè)廣告詞，叫做打球容易贏(yíng)球難，種地容易高產(chǎn)難。對我們氣象衛星來(lái)講，那就觀(guān)測容易精準難，對天氣預報來(lái)講，預報容易落點(diǎn)難。我們做氣象的人就希望未來(lái)預報，時(shí)間對、地點(diǎn)對、雨量對，但是這一條可能我們這一輩子都很難達到，我們這一代人都很難做到，但是我們會(huì )在這個(gè)道路上去努力。
2016-12-05 15:35:25
可能都是幾代人、幾輩人的努力未必能達到大家的預期，但是我們也特別希望最后它的監測能到原子、分子、離子的層面，這個(gè)路還非常漫長(cháng)，魏主任。
2016-12-05 15:37:47
這句話(huà)非常好，技術(shù)的進(jìn)步永遠在路上。作為氣象衛星來(lái)說(shuō)，它是天基、空基、地基綜合觀(guān)測手段里的“天基”。作為一種觀(guān)測手段，永遠在路上指的是什么？高空間分辨率、高時(shí)間分辨率，高光譜分辨率以及靈活機動(dòng)的觀(guān)測能力是我們永遠所追求的目標。大家知道，我們國家是世界上少數幾個(gè)同時(shí)擁有極軌、靜止兩個(gè)系列衛星的國家之一，目前已經(jīng)成功發(fā)射了風(fēng)云一號、二號、三號系列衛星，即將發(fā)射新一代靜止氣象衛星風(fēng)云四號。我國氣象衛星的后續發(fā)射計劃包括，“風(fēng)云三號”D星、E星、F星，還會(huì )有降雨測量雷達星等。即將發(fā)射的風(fēng)云四號01星是科研試驗衛星，后續還將發(fā)射“風(fēng)云四號”B星、C星，將作為業(yè)務(wù)衛星接替目前“風(fēng)云二號”，承擔我國靜止軌道氣象觀(guān)測業(yè)務(wù)穩定運行的重任，另外還將發(fā)展我國靜止軌道風(fēng)云四號微波星等。中國氣象局在滾動(dòng)制定我國氣象衛星及其應用發(fā)展十年規劃，發(fā)展規劃也被納入《我國民用空間基礎設施發(fā)展規劃》，成為我國大氣、陸地、海洋對地觀(guān)測衛星系統的重要組成部分。
未來(lái)的發(fā)展趨勢是什么呢？就是系列化、星座化和業(yè)務(wù)化。為進(jìn)一步提高觀(guān)測能力，未來(lái)我們會(huì )在天氣觀(guān)測衛星星座、氣候觀(guān)測衛星星座以及大氣成分探測衛星等方面進(jìn)行規劃設計。另外從探測手段上，目前都是被動(dòng)觀(guān)測手段，未來(lái)我們還要發(fā)展主動(dòng)探測業(yè)務(wù)，這樣主、被動(dòng)相結合的綜合觀(guān)測能力會(huì )大大提高多種觀(guān)測要素的探測精度和效率。
2016-12-05 15:38:09
您指的主動(dòng)觀(guān)測是什么呢？
2016-12-05 15:40:33
這句話(huà)非常好，技術(shù)的進(jìn)步永遠在路上。作為氣象衛星來(lái)說(shuō)，它是天基、空基、地基綜合觀(guān)測手段里的“天基”。作為一種觀(guān)測手段，永遠在路上指的是什么？高空間分辨率、高時(shí)間分辨率，高光譜分辨率以及靈活機動(dòng)的觀(guān)測能力是我們永遠所追求的目標。大家知道，我們國家是世界上少數幾個(gè)同時(shí)擁有極軌、靜止兩個(gè)系列衛星的國家之一，目前已經(jīng)成功發(fā)射了風(fēng)云一號、二號、三號系列衛星，即將發(fā)射新一代靜止氣象衛星風(fēng)云四號。我國氣象衛星的后續發(fā)射計劃包括，“風(fēng)云三號”D星、E星、F星，還會(huì )有降雨測量雷達星等。即將發(fā)射的風(fēng)云四號01星是科研試驗衛星，后續還將發(fā)射“風(fēng)云四號”B星、C星，將作為業(yè)務(wù)衛星接替目前“風(fēng)云二號”，承擔我國靜止軌道氣象觀(guān)測業(yè)務(wù)穩定運行的重任，另外還將發(fā)展我國靜止軌道風(fēng)云四號微波星等。中國氣象局在滾動(dòng)制定我國氣象衛星及其應用發(fā)展十年規劃，發(fā)展規劃也被納入《我國民用空間基礎設施發(fā)展規劃》，成為我國大氣、陸地、海洋對地觀(guān)測衛星系統的重要組成部分。
未來(lái)的發(fā)展趨勢是什么呢？就是系列化、星座化和業(yè)務(wù)化。為進(jìn)一步提高觀(guān)測能力，未來(lái)我們會(huì )在天氣觀(guān)測衛星星座、氣候觀(guān)測衛星星座以及大氣成分探測衛星等方面進(jìn)行規劃設計。另外從探測手段上，目前都是被動(dòng)觀(guān)測手段，未來(lái)我們還要發(fā)展主動(dòng)探測業(yè)務(wù)，這樣主、被動(dòng)相結合的綜合觀(guān)測能力會(huì )大大提高多種觀(guān)測要素的探測精度和效率。
2016-12-05 15:41:54
由被動(dòng)到主動(dòng)，張總師呢？
2016-12-05 15:44:17
預報水平的提高，離不開(kāi)觀(guān)測技術(shù)的提高，觀(guān)測技術(shù)的提高是永遠在路上，可以說(shuō)沒(méi)有止境。
應該是“四高”、“兩全”和智能化?！八母摺本褪牵焊呖臻g分辨率，高時(shí)間分辨率、高光譜分辨率，高輻射精度?！皟扇笔侨鞎r(shí)和全天候，紅外解決了全天時(shí)觀(guān)測的問(wèn)題。那么全天候呢？在下大暴雨的時(shí)候，云里面的結構和臺風(fēng)里面的結構我們是不知道的，所以微波觀(guān)測能解決全天候的問(wèn)題，極其重要。
現在的觀(guān)測，基本上還是一個(gè)程式化的觀(guān)測。我們觀(guān)測模式不太靈活，有點(diǎn)像漁民打魚(yú)，拿著(zhù)一個(gè)固定網(wǎng)眼大小的網(wǎng)，在河里不管有魚(yú)沒(méi)魚(yú)都在那里打。未來(lái)可以把氣象衛星真正變成預報員手中的的漁網(wǎng)，大魚(yú)用網(wǎng)眼大的網(wǎng)，小魚(yú)用網(wǎng)眼小的網(wǎng)，靈活更換使用，真正變成他們手中的工具，就是具有智能化觀(guān)測的能力。我想應該體現在這些方面吧。
2016-12-05 15:45:18
我們也希望氣象衛星能夠延續它的神奇，既高屋建瓴又細致入微，并且無(wú)時(shí)無(wú)刻不在專(zhuān)注著(zhù)關(guān)注它應該關(guān)注的地方。
那我們聊“天”到這里告一段落，下面的時(shí)間留給各位朋友的提問(wèn)。
2016-12-05 15:48:55
我是來(lái)自中國氣象報社的記者，之前了解到“風(fēng)云四號”衛星把幾個(gè)最主要的有效載荷放在了同一臺衛星上面。我了解到，比如歐洲打算在2018年發(fā)射的一個(gè)衛星就把輻射計和探測儀，分別放在兩個(gè)星上面，分兩次發(fā)射。這個(gè)是因為他們能力不太能實(shí)現嗎？還是我們從什么角度考慮把主要載荷放在同一臺衛星上面，如果分開(kāi)放和放在同一個(gè)衛星上分別有什么樣的優(yōu)點(diǎn)、困難和限制？
2016-12-05 15:49:32
像把雞蛋放在一個(gè)籃子里那種感覺(jué)，應該是各有利弊，許院士。
2016-12-05 15:51:55
美國有一個(gè)三軸穩定衛星是叫GOES-8衛星把兩個(gè)大儀器擺在一個(gè)平臺上，結果一個(gè)儀器在晃，另外一個(gè)儀器跟著(zhù)一塊晃。如果我們拍照的時(shí)候，有個(gè)人在晃你，你拍出來(lái)的照，能好嗎？所以當時(shí)他們得到一個(gè)重要的經(jīng)驗，一個(gè)衛星平臺上擺兩個(gè)非常大的運動(dòng)部件，對衛星觀(guān)測非常不利?，F在回到我們中國氣象衛星怎么辦？我們不可能申請兩個(gè)衛星，我們只能有一個(gè)“風(fēng)云四號”衛星。中國航天科技集團公司第八研究院花了很多的力氣，解決了衛星平臺上一臺儀器動(dòng)的時(shí)候，整個(gè)平臺還能保持穩定的問(wèn)題。
2016-12-05 15:52:14
您的這個(gè)回答再清晰不過(guò)了，如何做取舍不光有技術(shù)的問(wèn)題還有技術(shù)之外的問(wèn)題。跟科學(xué)家聊“天”，第一次談?wù)摎庀笮l星。其實(shí)，我們在選擇話(huà)題的時(shí)候理應更多的選擇與氣象衛星相關(guān)的話(huà)題，因為氣象衛星在我們業(yè)務(wù)當中在很多民眾觀(guān)感當中代表學(xué)科神奇的一面。
2016-12-05 15:54:31
我非常愿意回答任何人提出來(lái)的任何問(wèn)題。我曾經(jīng)在許多場(chǎng)合之下，給小學(xué)生講氣象衛星，跟中學(xué)生講氣象衛星，跟大學(xué)生講氣象衛星，跟公眾講氣象衛星，我每一次講的時(shí)候，所做的PPT都不一樣，我想到我給小學(xué)生講，他們懂嗎？我們必須用小學(xué)生聽(tīng)懂的話(huà)告訴他。對其他的受眾也一樣，我希望我說(shuō)的話(huà)能夠被別人聽(tīng)懂。并且我非常希望大家能夠提問(wèn)題。我在美國學(xué)習的時(shí)候，我美國的老師曾經(jīng)跟我講，在美國，你要提出你的學(xué)術(shù)觀(guān)點(diǎn)可難了。你隨便在什么場(chǎng)合做報告，底下有許多人跟你爭論，問(wèn)你問(wèn)題。你能夠回答人家的問(wèn)題，使大家都承認你說(shuō)的東西是對的，你才成立，否則就不成立?，F在我們中國人大家都很客氣，不提很刁鉆的問(wèn)題，而我非常希望大家提問(wèn)題，任何刁鉆的問(wèn)題對我們來(lái)講，我們都愿意來(lái)面對。
2016-12-05 15:56:21
我們在觀(guān)測云體，我們看到云反映出來(lái)未必是真實(shí)的云狀。最近幾年一個(gè)新問(wèn)題出現了就是霧-霾，這是大家非常關(guān)注常常是一個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題，目前氣象衛星對霧和霾的監測能力達到一個(gè)什么樣的狀態(tài)？
2016-12-05 15:58:48
霧-霾它的粒子有多大？我們說(shuō)PM2.5，就是指的它粒子的直徑是2.5微米(μm)。對觀(guān)測而言有一個(gè)重要的原則，如果你要用輻射去觀(guān)測粒子，有一條定律，如果要讓光線(xiàn)能看到這個(gè)粒子，那么觀(guān)測用的波長(cháng)要和粒子大小一樣。這種情況下，它的散射效率最高，散射效率高了，光線(xiàn)被粒子散射，跑到別的方向去，你就看得見(jiàn)粒子。如果你觀(guān)測波長(cháng)比粒子大許多許多，你看不見(jiàn)它?，F在就來(lái)說(shuō)PM2.5什么概念？粒子的直徑是2.5微米，什么樣波長(cháng)能看見(jiàn)這么小的粒子？藍光，藍色的光線(xiàn)能看見(jiàn)它。因此為了把PM2.5看到，就要用藍光通道，風(fēng)云三號上有一個(gè)藍光通道，氣象中心的人用藍光通道做了大氣的PM2.5的觀(guān)察，做出來(lái)的結果和地面看到的結果非常一致，國內我們第一個(gè)做。
2016-12-05 15:59:05
因為現在都是在具體的點(diǎn)觀(guān)測，最后能不能有一天達到這樣的愿景，通過(guò)衛星觀(guān)測根本不需要那么多子站觀(guān)測就完全可以做到？
2016-12-05 15:59:28
衛星觀(guān)測全面，不足就是太遙遠，還有別的辦法。比方說(shuō)安徽光機所做了車(chē)載遙感，把遙感儀器擺到汽車(chē)上，讓汽車(chē)到那個(gè)地方去看。汽車(chē)離觀(guān)測目標很近，衛星離地球800公里。汽車(chē)不一定到工廠(chǎng)里去，污染工廠(chǎng)不讓你進(jìn)，怎么辦？讓汽車(chē)圍繞工廠(chǎng)兜一圈，把那個(gè)遙感儀器對著(zhù)天頂這么看，兜一圈，就把一圈上的通量求出來(lái)，通量求出來(lái)，這個(gè)工廠(chǎng)的排放就求出來(lái)了，照樣可以監視污染工廠(chǎng)。這個(gè)辦法非常有效。這也是遙感，這個(gè)車(chē)載遙感不是衛星遙感。所以把科學(xué)技術(shù)用到我們所需要的方面去，只要你去用好它就有辦法去解決。
2016-12-05 15:59:48
希望有更多的科學(xué)技術(shù)應用到生活方方面面使我們受益，我們也期望氣象衛星能夠在我們氣象事業(yè)、氣象業(yè)務(wù)、氣象學(xué)科當中承擔著(zhù)更加厚重的責任和義務(wù)。那今天通過(guò)氣象衛星歷史、現在和未來(lái)的這一番聊“天”，我覺(jué)得從事氣象衛星的很多人，包括張總師、魏主任特別是許院士我們在聊天的過(guò)程當中一方面是技術(shù)層面，還有感觸非常重要的一個(gè)方面就是情懷。所以我們特別需要關(guān)注“風(fēng)云四號”，即將發(fā)射的“風(fēng)云四號”，我們也期待并且祝福它的精彩。非常感謝您參與今天的聊“天”，謝謝！
2016-12-05 16:00:13
圖片內容：
中國氣象局第19期直擊天氣：揭秘天氣“精算師”—風(fēng)云氣象衛星
主持人 宋英杰
中國工程院院士 許健民
國家衛星氣象中心副主任、風(fēng)云四號地面應用系統總指揮 魏彩英
風(fēng)云四號地面應用系統總師張志清
中國氣象局第19期直擊天氣活動(dòng)現場(chǎng)
中國氣象報社記者提問(wèn)
中國工程院院士許健民回答記者提問(wèn)圖片大圖：
中國網(wǎng) 張鈺
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