4月16日，中國在酒泉衛星發(fā)射中心成功發(fā)射風(fēng)云三號G星，這是風(fēng)云氣象衛星家族中的第20顆衛星，主要用于災害性天氣系統強降水監測，提供全球中低緯度地區降水三維結構信息。作為中國首顆降水測量專(zhuān)用星，這顆衛星有哪些“獨門(mén)絕技”？將如何在軌工作？

搭載中國首套“空中雨量計”

降水是全球水循環(huán)中的重要過(guò)程，降水量多少和降水的時(shí)空分布變化會(huì )極大地影響人們的生活。關(guān)于降水資料的獲取，傳統上主要通過(guò)雨量計、地基雷達等手段，但由于地面設備配置數量有限且分布不均，難以獲取大范圍高空間分辨率的地面降水信息。

風(fēng)云三號G星搭載了中國首套“空中雨量計”——雙頻降水測量雷達，同時(shí)具備雷達觀(guān)測分辨率高和衛星觀(guān)測范圍廣的優(yōu)勢。

這意味著(zhù)，風(fēng)云三號G星具備自上而下獲取三維結構信息的能力，就如同對大氣降水進(jìn)行“CT掃描”，以獲得精細的降水立體結構信息。

具體而言，衛星通過(guò)向大氣發(fā)射無(wú)線(xiàn)電磁波信號，接收大氣中不同高度層的降水粒子反射信號，獲取垂直方向不同高度層的降水結構信息，實(shí)現對垂直方向的降水探測。同時(shí)，衛星利用雷達跨軌方向的掃描能力，實(shí)現對水平方向的降水探測。

首秀升級版氣象“千里眼”

為了進(jìn)一步提升對臺風(fēng)、暴雨等災害性降水的高精度觀(guān)測，除了雙頻降水測量雷達外，衛星還搭載了一臺全新升級的儀器——微波成像儀。

微波成像儀通過(guò)探測不同頻率譜段下物體對外輻射信號強度差異來(lái)獲取大氣、陸地、海洋表面等觀(guān)測對象的信息，再轉變?yōu)楹Ｃ骘L(fēng)速、海冰分布、地表溫度、大氣降水、土壤濕度等與人們生活息息相關(guān)的物理參數，最后形成多維圖像。

作為氣象領(lǐng)域的“千里眼”，升級后的微波成像儀可以接收地球大氣10GHz到183GHz的微波輻射能量，獲取臺風(fēng)內部溫濕結構、臺風(fēng)強度、臺風(fēng)影響區雨強等關(guān)鍵信息，預測臺風(fēng)未來(lái)發(fā)展情況，對臺風(fēng)暴雨“精準把脈”。

采用特別的低傾角軌道

風(fēng)云三號G星的運行軌道高度為407千米，是風(fēng)云氣象衛星家族史上“飛得最低”的成員。目前，低軌衛星大多采用太陽(yáng)同步軌道，軌道傾角略大于90度，風(fēng)云三號G星則采用傾角為50度的低傾角軌道，是中國首顆低軌非太陽(yáng)同步傾斜軌道氣象專(zhuān)用星。

為何不采用太陽(yáng)同步軌道？專(zhuān)家指出，太陽(yáng)同步軌道上的衛星每圈都會(huì )經(jīng)過(guò)地球的南北極，對極區觀(guān)測效率較高，但對中低緯度地區觀(guān)測效率偏低。而風(fēng)云三號G星主要用于觀(guān)測大氣降水現象，根據全球降水分布，其運動(dòng)范圍需集中在中低緯度之間。采用低傾角軌道可以更好地覆蓋中國臺風(fēng)降水密集區域，提高觀(guān)測頻次和預報精度。

運行于低傾角軌道也使風(fēng)云三號G星面臨不斷變化的光照條件，太陽(yáng)會(huì )定期出現在軌道面的兩側，在一段時(shí)間內，太陽(yáng)照射衛星的左側面，過(guò)一段時(shí)間，太陽(yáng)又會(huì )照射衛星的右側面。為了維持穩定的熱環(huán)境，衛星可在3分鐘內完成“自動(dòng)掉頭”，實(shí)現正飛和倒飛的靈活切換，使衛星始終以同一側面面向太陽(yáng)。

在未來(lái)的業(yè)務(wù)運行中，風(fēng)云三號G星將發(fā)揮這些“獨門(mén)絕技”，與風(fēng)云三號“黎明星”“上午星”“下午星”功能互補、相互配合，組網(wǎng)形成完整的低軌氣象衛星業(yè)務(wù)綜合觀(guān)測能力，將預報精度提高3%左右，預報時(shí)效延長(cháng)24小時(shí)左右，氣象災害監測時(shí)效提高近1倍，為臺風(fēng)、暴雨、暴雪等災害性降水提供高精度觀(guān)測資料。(完)