谷宇 陈晓杰 科技日报记者 付毅飞 付丽丽
6月3日00时17分，作为我国第二代静止轨道气象卫星的首颗业务卫星，风云四号B星在西昌卫星发射中心成功发射。至此，我国风云四号A星、B星实现双星在轨、东西布局的业务模式，对确保我国静止轨道气象卫星观测业务的连续、稳定运行意义重大。那么，到底什么是静止轨道气象卫星，在我们的生活中扮演着怎样的角色？放眼全球，风云四号实力如何呢？
什么是静止轨道气象卫星
按照运行轨道划分，气象卫星可分为绕地球两极运转的极轨气象卫星和相对地球不动的静止轨道气象卫星两大系列。一般来说，静止轨道气象卫星在地球赤道上空约3.58万公里，相对地球静止，可观测地球表面三分之一的固定区域并对同一目标地区进行持续不断的气象观测。
我国是世界上少数几个同时拥有极轨和静止轨道气象卫星的国家。经过50余年的发展，我国已成功发射风云一号、风云二号、风云三号以及风云四号两代四型共18颗风云气象卫星。其中，风云一号和风云三号属于极轨气象卫星，可以获取全球观测数据，是实施全球监测的“巡逻兵”；风云二号和风云四号属于地球静止轨道气象卫星，相对地球静止不动，可以获取我国所在区域的连续动态观测数据，是坚守岗位的“哨兵”。
作为我国首个研制并投入使用的静止轨道气象卫星系列，风云二号气象卫星于1986年启动研制。随着1997年、2000年风云二号A星、B星先后成功发射，积累了大量地面研制和在轨试验数据。2004年风云二号C星成功发射，成为当时国内应用最为广泛的业务应用卫星，被列为全球气象卫星观测网的重要业务卫星之一。从2006年到2018年，我国又先后发射5颗风云二号系列卫星，挑起了国家重大活动气象保障的重担。2018年6月10日，在上海合作组织青岛峰会上，国家主席习近平表示：中方愿利用风云二号气象卫星为各方提供气象服务。
静止轨道气象卫星在生活中有啥用
天气变化影响着人们穿衣、出行，乃至生活的方方面面，而为准确预报天气以及监测天气的发展和影响提供支撑是我国静止轨道气象卫星众多基本功之一。
2021年4月14日，第2号台风“舒力基”在菲律宾以东洋面生成，根据风云四号静止气象卫星监测显示：“舒力基”眼区已填塞，整体呈现非对称结构，预计“舒力基”向东北方向移动，强度缓慢减弱，对我国海区的影响基本结束。
受近10年来中国最强沙尘天气突袭影响，2021年3月，中国北方多个城市空气质量出现严重污染，风云四号静止气象卫星在3.6万公里的高空以“火眼”监测沙尘天气，帮助气象部门顺利分析出沙尘天气的后续影响范围，并为广大市民作出天气预警；2020年3月30日，四川凉山西昌突发森林大火，危及西昌市区，利用风云四号等多源卫星资料，我国顺利对森林火灾开展监测评估工作；2020年7月，受持续强降水和上游来水共同影响，南方多地发生洪涝灾害，造成3000多万人受灾，直接经济损失达到600多亿，通过静止轨道气象卫星等影像监测资料，我国对洞庭湖等水体面积开展实时分析监测……
放眼全球 风云四号实力如何
近年来全球静止气象卫星观测能力已逐渐不能满足日益增长的观测需求，我国与美、欧、日、韩等争先发展静止轨道气象卫星，中、美、欧更是同步开展新一代的静止轨道气象卫星的研发工作。其中，美国GOES-R系列和中国风云四号系列均已在2016年底同期发射，而欧洲的MTG系列目前仍在研制过程中。采用三轴稳定控制方式，新一代静止轨道气象卫星具有灵活观测的能力，可极大增强对中小尺度和灾害性天气系统的监测能力。
作为美国最新一代静止轨道气象卫星，GOES-R系列共由4颗卫星组成，并被NOAA（美国国家海洋和大气管理局）称之为“迄今科学能力最强的气象卫星”。卫星装载的有效载荷包括先进基线成像仪（ABI）、闪电成像仪（GLM）以及空间环境探测仪器，但由于研制费用、研制难度等原因，GOES-R系列没有发展基于迈克尔逊干涉原理的高光谱三维探测功能。2016年11月19日，首颗星GOES-16发射升空，卫星设计寿命为15年，包括10年在轨运行和5年在轨存储。
目前，欧洲正在发展被欧空局称之为“迄今为止最大型最复杂的航天项目之一”的新一代静止轨道气象卫星MTG系列。该系列由MTG-I（成像卫星）和MTG-S（探测卫星）两类卫星组成，共规划了6颗卫星。MTG-I成像卫星载荷包括灵活成像仪（FCI）、闪电成像仪（LI），首颗星预计于2022年发射；MTG-S探测卫星载荷包括红外探测仪（IRS）和紫外可见光近红外探测仪（UVN），首颗星预计于2024年发射。
历经10余年预研和7年工程研制，风云四号A星于2016年12月11日发射入轨。A星在国际上首次单星实现对地实施“多光谱二维成像+高光谱三维探测+超窄带闪电探测”气象要素实时综合观测，全面提升了我国对地球表面和大气物理参数的全天时、高频次、多光谱、垂直、定量探测能力，实现了我国乃至全球静止轨道气象观测能力由多光谱二维成像到高光谱三维探测的技术跨越。
风云四号A星投入运行以来，我国对台风、暴雨等灾害天气监测识别时效从15分钟提高到5分钟，暴雨预警准确率提高到89%，显著提高了台风路径预报精度，极大减少了国家经济损失，保障了人民生命安全。
在A星的基础上，风云四号B星进一步提升了观测时空分辨率， 凭借最新搭载的快速成像仪，风云四号B星可以实现对数百万平方公里区域1分钟/次的成像，对中小尺度的天气系统具备更强的监测能力。针对台风、暴雨、强对流、大雾、沙尘、霾等灾害性和高影响天气，风云四号双星在轨联合观测，结合极轨气象卫星风云三号系列，可提供更加及时、准确的观测数据，为保证人民生命财产安全不断贡献“风云力量”。
