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觀眾朋友您好，歡迎您收看我們這一期的與科學(xué)家聊“天”。
我做天氣預(yù)報有一次參加一個聚會，有些朋友們恰巧沒認(rèn)出來我是誰，一介紹以后，有人就說你不應(yīng)該穿那身衣服，你應(yīng)該穿個T恤衫，上面印著衛(wèi)星云圖，這樣大家誰都認(rèn)出你來了。
氣象衛(wèi)星的確是天氣預(yù)報節(jié)目當(dāng)中最直觀、最形象的專業(yè)圖形序列，也正因為如此,它的知名度特別高，大家都覺得都很神奇。有人說，你們這個工作真簡單，有氣象衛(wèi)星云圖，一看云圖就能預(yù)報了。還有人說，你看現(xiàn)在都有氣象衛(wèi)星，怎么有的天氣預(yù)報還不準(zhǔn)呢？所以很多談?wù)撛掝}都是基于氣象衛(wèi)星。
其實在我們看來氣象衛(wèi)星有點像天氣的“精算師”，有人說它是千里眼、順風(fēng)耳。今天我們這個話題就針對氣象衛(wèi)星，我們請到三位嘉賓，都是氣象衛(wèi)星這個領(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(wèi)星氣象中心副主任、風(fēng)云四號地面應(yīng)用系統(tǒng)總指揮魏彩英女士；
第三位是風(fēng)云四號地面應(yīng)用系統(tǒng)總師張志清先生。
氣象衛(wèi)星有將近40年的歷史，1988年9月，開始有了我們自己的氣象衛(wèi)星。在1988年那個時候，大家聽說中國發(fā)射了氣象衛(wèi)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(wèi)星和沒有氣象衛(wèi)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
在沒有氣象衛(wèi)星以前，我們依靠氣象站觀測的資料來了解分析天氣，氣象站觀測的資料有多少頻次呢？探空資料，一天兩次，時間是0點和12點。地面資料，全球交換發(fā)報的3小時一次，一天8次，還有一小時一次的航空報，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，觀測頻次也是很低。有了氣象衛(wèi)星以后，第一，我們得到了全球資料，全球都能觀測到。第二，我們得到了高時間頻次的資料，現(xiàn)在氣象衛(wèi)星，風(fēng)云二號衛(wèi)星最多6分鐘取一幅圖，這樣，天氣的連續(xù)演變可以觀測到，這就是區(qū)別。
2016-12-05 14:32:11
我覺得說得非常清晰，就說是地面觀測原來是三小時一次，現(xiàn)在衛(wèi)星可以看六分鐘就轉(zhuǎn)一遍。地球表面絕大多數(shù)的面積是海洋，這是盲區(qū)，高山、海島、荒漠同樣是盲區(qū)，有了氣象衛(wèi)星之后一切都不再是盲區(qū)了，一切都在人的注視當(dāng)中，這是一個非常大的變化。應(yīng)該說氣象衛(wèi)星有獨特的貢獻，除了這些觀測之外，魏主任，您給我們講解一下氣象衛(wèi)星還有哪些獨特的功效？
2016-12-05 14:35:11
剛才許院士講的觀測范圍到頻次的不同，另外觀測的手段和觀測要素上也會多種多樣。大家比較熟悉的是從電視上看到的衛(wèi)星云圖，隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，我們即將發(fā)射的“風(fēng)云四號”將會有三維垂直大氣探測能力，另外還會有閃電成像儀等，這和以往相比都是巨大的突破。衛(wèi)星有多種多樣的觀測能力和手段，實現(xiàn)定時、定量的觀測，除大家熟悉的衛(wèi)星云圖外，用戶還可以得到云、氣溶膠、輻射、降水、云導(dǎo)風(fēng)等多種定量反演產(chǎn)品。
2016-12-05 14:38:14
您說到現(xiàn)在有了突破，即將發(fā)射的“風(fēng)云四號”衛(wèi)星的突破，有閃電、有三維輪廓的觀測，這和以往有很大的不同，這個話題可以組成一個坐標(biāo)，縱坐標(biāo)從沒有氣象衛(wèi)星到有氣象衛(wèi)星但是還沒有這么功能強大的氣象衛(wèi)星，再有一個橫坐標(biāo)就是我們的氣象衛(wèi)星和別的國家的氣象衛(wèi)星有什么不同，或者說在國際領(lǐng)域當(dāng)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(wèi)星需要在赤道上3萬6千公里高度的地方進行觀測。因此，對靜止衛(wèi)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(wèi)星定點定在以中國領(lǐng)土的中心經(jīng)度：東經(jīng)105度、赤道這個地方。也就是西安的經(jīng)度。在這個地方擺一個衛(wèi)星有什么好處呢？它可以觀測到影響中國的天氣系統(tǒng)，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，全部都看見了。因此影響中國的天氣系統(tǒng)基本上在“風(fēng)云二號”觀測范圍以內(nèi)，這對中國來講最最重要的一件事情。其它國家的衛(wèi)星，日本的衛(wèi)星、歐洲的衛(wèi)星、美國衛(wèi)星，在那個地方看不見我們這兒的系統(tǒng)，對于我們中國天氣系統(tǒng)來講，中國氣象衛(wèi)星這個位置最合適。
2016-12-05 14:42:13
那實際上我可不可以這樣理解，就是我們的衛(wèi)星無論是靜止衛(wèi)星、極軌衛(wèi)星，所形成的這樣一個衛(wèi)星群，包括國際上的衛(wèi)星群，一方面是承擔(dān)著國家責(zé)任，它為我們這個國家的人來監(jiān)測天氣，同時還承擔(dān)著國際責(zé)任，大家資料是相互交換、共享的。
2016-12-05 14:45:43
剛才說的是靜止氣象衛(wèi)星，對極地軌道衛(wèi)星來講，現(xiàn)在美國、歐洲的衛(wèi)星基本上用上午星和下午星兩個來觀測全球天氣。對數(shù)值預(yù)報來講，它需要每三個小時有一個全球覆蓋的觀測資料，那如果只有上午星、下午星的話，那么在地球上就有某一些條帶，每三個小時條帶上資料是空缺的。因此大家都希望誰能夠做一個凌晨衛(wèi)星，凌晨時發(fā)的衛(wèi)星，那么現(xiàn)在國際上大家希望的就中國的“風(fēng)云三號”能夠在凌晨這個時候擺上去，這樣擺上去以后，那全世界每三個小時的全球資料里頭，這個缺資料的條帶就沒有了，這將可以大大提高數(shù)值預(yù)報的精準(zhǔn)度。
2016-12-05 14:46:04
您剛才談的這個是“風(fēng)云三號”，氣象衛(wèi)星兩種，一個是極軌一個是靜止，我可不可以這樣理解，就是靜止它像蹲點一樣就在這個地方專注地看，極軌像巡視員一樣，它在巡視，功能、專長各有不同。我想請教一下張總師，我們從沒有氣象衛(wèi)星到有氣象衛(wèi)星，再到即將發(fā)射新的氣象衛(wèi)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，您覺得即將發(fā)射的“風(fēng)云四號”衛(wèi)星有什么特別的亮點？
2016-12-05 14:49:28
氣象衛(wèi)星所攜帶的儀器，最早是光學(xué)儀器，主要觀測可見光、紅外波段。對于可見光來講，只能在有太陽的時候才能看見云圖，夜晚的時候就沒有了。后來紅外，觀測解決了晝夜觀測問題，但是紅外只能看到云頂?shù)那闆r，有密實的云和大氣的地方，紅外無法穿透。所以現(xiàn)行的可見光和紅外配合觀測，仍無法解決三維觀測的問題，所以未來仍需要微波星。微波能穿透云雨大氣，這將是我們未來的技術(shù)方向。“風(fēng)云二號”和“風(fēng)云四號”相比，風(fēng)云二號上只有一個儀器叫自旋掃描輻射器——輻射成像儀，它只有五個通道。這五個通道什么意思呢？就相當(dāng)于一個人用五種顏色的眼鏡，你戴著不同的眼鏡可以看到不同的大氣和地物目標(biāo)特征。“風(fēng)云四號”攜帶了四種儀器，我們從單個儀器觀測走向了綜合觀測，其中先進的成像輻射儀跟風(fēng)云二號相比，從5個通道變成14個通道，相當(dāng)于多了9副眼鏡，它能看到的大氣和地物目標(biāo)更多。
第二個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、濕度三維廓線的探測，這個儀器也將是世界上第一個在靜止軌道上采用高光譜的紅外探測儀器。
第三個儀器是閃電成像儀，大家都知道，閃電是強對流天氣系統(tǒng)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?qū)崿F(xiàn)對閃電的連續(xù)不斷監(jiān)測。
第四個儀器是空間環(huán)境監(jiān)測儀器包。靜止氣象衛(wèi)星的軌道不僅是天氣觀測的優(yōu)選平臺也是空間天氣觀測的一個理想平臺，所以我們在這個平臺上還放了很多空天天氣災(zāi)害監(jiān)測的儀器的，所以相比之下“風(fēng)云四號”和“風(fēng)云二號”比的話有這么幾個特點，第一個特點就是從單一載荷走向了綜合多載荷，從單一觀測走向綜合觀測。
第二個特點，它的空間分辨率更高。風(fēng)云二號原來可見光的分辨率是1.25公里紅外是5公里，到了風(fēng)云四號可見光的分辨率可以達到500米，紅外達到2-4公里。
第三個特點，觀測頻次更高。“風(fēng)云二號”目前最快6分鐘進行一次區(qū)域觀測，“風(fēng)云四號”可以實現(xiàn)在東西和南北各一千公里的范圍內(nèi)，進行一分鐘一次的觀測，這個觀測頻次有了極大提高。
2016-12-05 14:51:50
我聽著聽著，因為比較專業(yè)，雖然都是說氣象，但還有點隔行如隔山，第一，原來一臺儀器現(xiàn)在四臺儀器，載荷不一樣了。就像手機一樣，原來手機只能打電話，現(xiàn)在手機還能照相還有大量的APP，而且你談到不光對著大氣層還關(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的感覺。
那么“風(fēng)云四號”這個衛(wèi)星它在發(fā)射之后對我們來說有多長時間能夠使用這樣的一些功能？
2016-12-05 14:57:38
據(jù)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(wèi)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(wèi)星。他們公布的衛(wèi)星發(fā)射之后的在軌測試計劃都是一年。為什么需要這么長的時間呢？因為這些衛(wèi)星都采用了很多先進的技術(shù)，由于它們的空間分辨率更高、觀測頻次更高，所以它們遇到了許多探測數(shù)據(jù)預(yù)處理方面的難題。我們通過衛(wèi)星來觀測的數(shù)據(jù)并不能夠直接運用，它要經(jīng)過預(yù)處理和產(chǎn)品處理以后才可以能夠得到運用。什么叫數(shù)據(jù)預(yù)處理？我們看到的衛(wèi)星的圖像，它對應(yīng)在地球上精確的經(jīng)緯度，也就說在地球上的地理坐標(biāo)，這是我們首先要確認(rèn)的，我們叫做定位和配準(zhǔn)數(shù)據(jù)。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)過高精度的對標(biāo)，這是我們講的預(yù)處理。第三，要把這些經(jīng)過預(yù)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(wèi)星數(shù)據(jù)要經(jīng)過這些處理以后才能為廣大用戶所使用，這里面有許許多多的技術(shù)難點，所以需要比較長的在軌測試。
由于靜止氣象衛(wèi)星它是定點在赤道上空約3.58萬公里的地方，我們盡管把它叫做靜止衛(wèi)星，但實際上它并不是絕對不動的，它仍然有軌道運動、姿態(tài)運動，它的姿態(tài)是主動姿態(tài)控制，所以它時時刻刻都在動。
另外還有一個面臨的更大的難題，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(wěn)定。
2016-12-05 14:58:05
“風(fēng)云四號”是首顆三軸穩(wěn)定的？
2016-12-05 15:04:39
風(fēng)云四號是我國首顆三軸穩(wěn)定靜止氣象衛(wèi)星。風(fēng)云二號采用自旋穩(wěn)定工作方式，過渡到三軸穩(wěn)定的工作方式，三軸穩(wěn)定的工作方式是一個什么樣呢？它有一個固體的對地面始終面向地球，這個面就像人的眼睛一樣，永遠可以盯著地球，此外還有一個對立面的存在。由于是三軸穩(wěn)定，所以風(fēng)云四號面向太陽的一邊，溫度能達到零上100-200℃，面向地球不照太陽那一邊那就是宇宙空間，零下100-200℃，這么一個巨大的溫度梯度要分布在這樣一個航天器上，它任何好的材料它都會變形。衛(wèi)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候，三軸穩(wěn)定衛(wèi)星也是全世界遇到的難題。我們知道太陽，地球赤道面和黃道面，地球是在黃道面上運行的，這兩個面交角有23.5度，也就是相對地球而言太陽每年都要從南邊到北邊，從北邊到南邊要走一個來回。
2016-12-05 15:05:06
冬至夏至。
2016-12-05 15:09:34
對，這個環(huán)境變化也會導(dǎo)致衛(wèi)星因為平臺熱分布和熱形變而產(chǎn)生的指向偏差變化。所以只有通過一年在軌測試才能夠掌握衛(wèi)星運行基本規(guī)律，為以后業(yè)務(wù)應(yīng)用做好準(zhǔn)備。所以在“風(fēng)云四號”計劃發(fā)射以后，初步考慮也要經(jīng)過一年的在軌測試投入使用。
2016-12-05 15:10:01
沒想到，可能我們很多人覺得衛(wèi)星在太空當(dāng)中轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去很安閑的樣子，但實際上它的生存環(huán)境實在是太惡劣了。前兩天大家在網(wǎng)上在聊穩(wěn)定，有三軸穩(wěn)定，我不知道是不是跟這個相關(guān)。有人覺得攝像機在高速運動狀態(tài)下，那個鏡頭不穩(wěn)定，拍出來的效果很模糊，后來他們把一個小的攝像機綁到一只雞的頭上，發(fā)現(xiàn)雞的頭保持穩(wěn)定的能力特別強是三軸穩(wěn)定，但是雞沒有辦法在那個太空環(huán)境當(dāng)中承擔(dān)三軸穩(wěn)定的職責(zé)。您說到了一年的時間，但是對我們大家來說，“好飯不怕晚”，值得期待。
以前發(fā)射過很多氣象衛(wèi)星，我們今天在報紙上看到發(fā)射氣象衛(wèi)星的消息，后面常有一兩句話的評論或預(yù)期就說氣象衛(wèi)星發(fā)射將極大提高中國天氣預(yù)報的準(zhǔn)確率。我有時候在想預(yù)期率是不是有點高了，那么新的這一代的氣象衛(wèi)星的確遠遠超出了它們的前輩衛(wèi)星們，但是我們?nèi)绾谓⒁粋€合理的預(yù)期，我想問一下魏主任，它能做些什么，最后結(jié)果是什么？能夠在多大程度上改善我們現(xiàn)在的業(yè)務(wù)能力？
2016-12-05 15:13:51
這顆星搭載四類有效載荷，各自都有它應(yīng)用的領(lǐng)域。比方剛才說的成像儀，“風(fēng)云二號”也有類似的載荷。這兩個成像儀有多大的差別？總結(jié)上來說，就是更“清、快、準(zhǔn)”。首先是“清”，就是更清晰了。類似我們電視機一樣，原來是高清的話，現(xiàn)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，原來風(fēng)云二號衛(wèi)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；原來風(fēng)云二號衛(wèi)星的可見光通道是1.25公里，現(xiàn)在最高分辨率是500米。
再一個就是“快”，就是時間分辨率的提高。我們大家都用相機拍照，原來是半個小時才拍一張圓盤圖，現(xiàn)在我們15分鐘就可以拍一張圓盤圖，如果一千公里乘一千公里區(qū)域，觀測時效只需一分鐘。對預(yù)報員來說，高頻次的觀測資料就非常重要。大家都有切身的體會，一陣雨突然來了，然后又消失了，那么對這樣局地的中小天氣系統(tǒng)，原來我們半個小時才能看一次，難以捕捉到。現(xiàn)在15分鐘看一次，甚至一分鐘看一次的話，就給預(yù)報員提供了前所未有的觀測資料。另外從空間上，對局地小天氣系統(tǒng)來說也是一個非常好的一個觀測手段。原來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、濕度廓線進行探測，因此對垂直方向上對大氣不穩(wěn)定指數(shù)等有一個快速、直觀的判斷。再加上閃電成像儀，每兩毫秒一幀的閃電探測，對觀測區(qū)域內(nèi)閃電的總量以及強度都有直觀的監(jiān)視。對短臨天氣預(yù)報，特別是定時、定點和定量的天氣預(yù)報來說將有至關(guān)重要的作用。
“準(zhǔn)”是指探測結(jié)果更加準(zhǔn)確，就是探測精度的提高。具體表現(xiàn)為定標(biāo)精度及反演產(chǎn)品精度的提高，從而提升衛(wèi)星資料的應(yīng)用效益。
大家知道數(shù)值天氣預(yù)報中衛(wèi)星資料的應(yīng)用貢獻巨大，剛才說到的三維大氣探測，對數(shù)值預(yù)報尤其區(qū)域數(shù)值預(yù)報都會有非常廣闊的應(yīng)用前景。我相信閃電儀觀測也會給預(yù)報員一個嶄新的視角，進一步提高我們天氣預(yù)報準(zhǔn)確率，發(fā)揮出新的應(yīng)用效益。
2016-12-05 15:16:19
通常大家覺得衛(wèi)星轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去拍到的都是實際的直觀的畫面，其實很少有人知道它所監(jiān)測到的那些數(shù)據(jù)，最后如何成為數(shù)值預(yù)報當(dāng)中的原始數(shù)據(jù)的。
很多情況下天氣預(yù)報的尷尬就在于大網(wǎng)撈小魚，而那個小魚——局地的短時臨近天氣和小尺度的災(zāi)害往往造成的影響很大。那如果這些都能做到，通過衛(wèi)星的監(jiān)測就形成一個短時臨近預(yù)警客觀標(biāo)準(zhǔn)，看到這個閃電看到這些數(shù)據(jù)之后，不用辨別也不用人工訂正，實現(xiàn)短時臨機的預(yù)警，許院士您覺得呢，能做到嗎？
2016-12-05 15:22:21
衛(wèi)星給我們提供一個觀測的手段，我們觀測到現(xiàn)象后，還要進一步了解它的系統(tǒng)怎么發(fā)生的，怎么發(fā)展的，怎么運動的。這些都理解后，我們才有可能說以后怎樣預(yù)報它，所以挺難的一件事情。“風(fēng)云四號”的圖像質(zhì)量會比“風(fēng)云二號”有臺階性的提高，這里面有兩個原因：第一個，“風(fēng)云二號”是一個自旋體，在旋轉(zhuǎn)當(dāng)中對地球進行觀測，因此衛(wèi)星轉(zhuǎn)一圈就只能掃一條線，衛(wèi)星離地球有多遠呢？有3.6萬公里遠，地球半徑有多少呢？6400公里，也就是說衛(wèi)星離地球的距離，相當(dāng)于地球半徑的6倍。衛(wèi)星轉(zhuǎn)一圈360度，只有17.9度在看地球，那么其他時間它在外太空空轉(zhuǎn)。在如此遙遠地方看地球，且只有17.9度看地球，衛(wèi)星觀測能力觀測質(zhì)量就很難提高了。等于我一秒鐘里面只有一會在看，其它時候閉著，這樣衛(wèi)星觀測圖像質(zhì)量就不太可能提高。現(xiàn)在“風(fēng)云四號”變成三軸穩(wěn)定，一直看地球，我不需要空轉(zhuǎn)。這個是第一個很大的提高。
第二個很大提高，過去的風(fēng)云二號衛(wèi)星掃描儀光路設(shè)計成同軸三反，這個衛(wèi)星的光路直指主鏡，衛(wèi)星上用主鏡的拋物面把能量接收過來，反射到一個次鏡，次鏡就在主鏡的光路上，因此第二個鏡子把射向主鏡的光線擋住一部分，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，就是說我們在衛(wèi)星的赤道上面叫（離軸三反），光路上沒有庶擋，那么光路信號的能量全部都使用起來了，這兩個技術(shù)使得從地球上來的輻射能量能夠被衛(wèi)星傳感器充分利用，因此我們預(yù)期“風(fēng)云四號”的圖像質(zhì)量會比“風(fēng)云二號”有臺階性的提高，這是我們預(yù)期的。
2016-12-05 15:23:47
沒有障礙物，第一，它視力好了，第二，它不亂看了，到處亂瞟就專注看該看的地方，這兩個對于衛(wèi)星功能的體現(xiàn)都部分重要。
2016-12-05 15:25:25
但是要實現(xiàn)這一點非常非常難。當(dāng)時我們發(fā)展靜止氣象衛(wèi)星的時候，面積選擇自旋穩(wěn)定還是三軸穩(wěn)定的問題，當(dāng)時我們在這件事情上反復(fù)推敲反復(fù)思考，先做什么？后來我們決定先做一個自旋的，為什么？相對于三軸穩(wěn)定而言，自旋的更加穩(wěn)定、更加可靠、更加容易實現(xiàn)。
2016-12-05 15:25:46
先溫飽再小康，剛才我也想了解另外一個問題，就是橫向去對比，我們的衛(wèi)星您說剛剛開始做的就是自旋穩(wěn)定然后到三軸穩(wěn)定這也是一個巨大的突破，應(yīng)該說是一個歷史性的突破，一些發(fā)達國家他們氣象衛(wèi)星與我們相比，現(xiàn)在處在一個什么樣的水平？
2016-12-05 15:27:07
中國的氣象衛(wèi)星最重要的一個特征是包括衛(wèi)星、地面系統(tǒng)、硬件、軟件全都自己研制。我們不是引進的，都是自己做的。這樣就給了我們一個自主發(fā)展的機遇，開始的時候，我們可能做得不是太好，慢慢我們找到問題，解決問題，衛(wèi)星的可靠性、觀測質(zhì)量都在提高。因此應(yīng)該說，中國氣象衛(wèi)星有自己的特色，這個特色是國際上同行都承認(rèn)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(xiàn)在還不如人家。
現(xiàn)在大概是什么水平呢？現(xiàn)在風(fēng)云三號極地軌道衛(wèi)星，我們基本上就和國際上主流的美國、歐洲衛(wèi)星在同一個平臺上，其中有一些觀測質(zhì)量被證明和他們是一樣好，甚至比他們更好一點。靜止衛(wèi)星，通過“風(fēng)云四號”，我們也基本上達到了主流衛(wèi)星相當(dāng)?shù)奈恢昧耍唧w怎么樣，我們要到最后拿出圖來看，我們先不把這個話說滿了。咱們拿出圖來看。
2016-12-05 15:30:43
今年有一個流行語，大家經(jīng)常說到叫“永遠在路上”，對于氣象衛(wèi)星的發(fā)展也同樣。我想就這個問題問三位，在我們心目當(dāng)中就氣象衛(wèi)星發(fā)展以后的軌跡，大概能夠達到一個什么樣的水平，給它的功能和作用的一個預(yù)期？還有現(xiàn)在還沒有達到的，我們希望它能達到一個什么樣的狀態(tài)？
2016-12-05 15:32:06
剛才張志清同志講了，我們希望氣象衛(wèi)星不僅看到云頂?shù)男畔ⅲ€能看到云的內(nèi)部，這是未來微波氣象衛(wèi)星能做的。這次“風(fēng)云四號”衛(wèi)星，在靜止軌道上的垂直探測儀是全世界第一個實現(xiàn)，也就是說美國、歐洲衛(wèi)星都沒有在靜止軌道上擺一個垂直探測儀，高頻次觀測中小尺度系統(tǒng)里大氣的三維結(jié)構(gòu)，我們是第一個，這個也是非常了不起的事情。我們的想法，現(xiàn)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(yù)報節(jié)目里做了一個廣告詞，叫做打球容易贏球難，種地容易高產(chǎn)難。對我們氣象衛(wèi)星來講，那就觀測容易精準(zhǔn)難，對天氣預(yù)報來講，預(yù)報容易落點難。我們做氣象的人就希望未來預(yù)報，時間對、地點對、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，但是我們會在這個道路上去努力。
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(yù)期，但是我們也特別希望最后它的監(jiān)測能到原子、分子、離子的層面，這個路還非常漫長，魏主任。
2016-12-05 15:37:47
這句話非常好，技術(shù)的進步永遠在路上。作為氣象衛(wèi)星來說，它是天基、空基、地基綜合觀測手段里的“天基”。作為一種觀測手段，永遠在路上指的是什么？高空間分辨率、高時間分辨率，高光譜分辨率以及靈活機動的觀測能力是我們永遠所追求的目標(biāo)。大家知道，我們國家是世界上少數(shù)幾個同時擁有極軌、靜止兩個系列衛(wèi)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(wèi)星，即將發(fā)射新一代靜止氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號。我國氣象衛(wèi)星的后續(xù)發(fā)射計劃包括，“風(fēng)云三號”D星、E星、F星，還會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(wèi)星，后續(xù)還將發(fā)射“風(fēng)云四號”B星、C星，將作為業(yè)務(wù)衛(wèi)星接替目前“風(fēng)云二號”，承擔(dān)我國靜止軌道氣象觀測業(yè)務(wù)穩(wěn)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。中國氣象局在滾動制定我國氣象衛(wèi)星及其應(yīng)用發(fā)展十年規(guī)劃，發(fā)展規(guī)劃也被納入《我國民用空間基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》，成為我國大氣、陸地、海洋對地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)的重要組成部分。
未來的發(fā)展趨勢是什么呢？就是系列化、星座化和業(yè)務(wù)化。為進一步提高觀測能力，未來我們會在天氣觀測衛(wèi)星星座、氣候觀測衛(wèi)星星座以及大氣成分探測衛(wèi)星等方面進行規(guī)劃設(shè)計。另外從探測手段上，目前都是被動觀測手段，未來我們還要發(fā)展主動探測業(yè)務(wù)，這樣主、被動相結(jié)合的綜合觀測能力會大大提高多種觀測要素的探測精度和效率。
2016-12-05 15:38:09
您指的主動觀測是什么呢？
2016-12-05 15:40:33
這句話非常好，技術(shù)的進步永遠在路上。作為氣象衛(wèi)星來說，它是天基、空基、地基綜合觀測手段里的“天基”。作為一種觀測手段，永遠在路上指的是什么？高空間分辨率、高時間分辨率，高光譜分辨率以及靈活機動的觀測能力是我們永遠所追求的目標(biāo)。大家知道，我們國家是世界上少數(shù)幾個同時擁有極軌、靜止兩個系列衛(wèi)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(wèi)星，即將發(fā)射新一代靜止氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號。我國氣象衛(wèi)星的后續(xù)發(fā)射計劃包括，“風(fēng)云三號”D星、E星、F星，還會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(wèi)星，后續(xù)還將發(fā)射“風(fēng)云四號”B星、C星，將作為業(yè)務(wù)衛(wèi)星接替目前“風(fēng)云二號”，承擔(dān)我國靜止軌道氣象觀測業(yè)務(wù)穩(wěn)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。中國氣象局在滾動制定我國氣象衛(wèi)星及其應(yīng)用發(fā)展十年規(guī)劃，發(fā)展規(guī)劃也被納入《我國民用空間基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》，成為我國大氣、陸地、海洋對地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)的重要組成部分。
未來的發(fā)展趨勢是什么呢？就是系列化、星座化和業(yè)務(wù)化。為進一步提高觀測能力，未來我們會在天氣觀測衛(wèi)星星座、氣候觀測衛(wèi)星星座以及大氣成分探測衛(wèi)星等方面進行規(guī)劃設(shè)計。另外從探測手段上，目前都是被動觀測手段，未來我們還要發(fā)展主動探測業(yè)務(wù)，這樣主、被動相結(jié)合的綜合觀測能力會大大提高多種觀測要素的探測精度和效率。
2016-12-05 15:41:54
由被動到主動，張總師呢？
2016-12-05 15:44:17
預(yù)報水平的提高，離不開觀測技術(shù)的提高，觀測技術(shù)的提高是永遠在路上，可以說沒有止境。
應(yīng)該是“四高”、“兩全”和智能化。“四高”就是：高空間分辨率，高時間分辨率、高光譜分辨率，高輻射精度。“兩全”是全天時和全天候，紅外解決了全天時觀測的問題。那么全天候呢？在下大暴雨的時候，云里面的結(jié)構(gòu)和臺風(fēng)里面的結(jié)構(gòu)我們是不知道的，所以微波觀測能解決全天候的問題，極其重要。
現(xiàn)在的觀測，基本上還是一個程式化的觀測。我們觀測模式不太靈活，有點像漁民打魚，拿著一個固定網(wǎng)眼大小的網(wǎng)，在河里不管有魚沒魚都在那里打。未來可以把氣象衛(wèi)星真正變成預(yù)報員手中的的漁網(wǎng)，大魚用網(wǎng)眼大的網(wǎng)，小魚用網(wǎng)眼小的網(wǎng)，靈活更換使用，真正變成他們手中的工具，就是具有智能化觀測的能力。我想應(yīng)該體現(xiàn)在這些方面吧。
2016-12-05 15:45:18
我們也希望氣象衛(wèi)星能夠延續(xù)它的神奇，既高屋建瓴又細致入微，并且無時無刻不在專注著關(guān)注它應(yīng)該關(guān)注的地方。
那我們聊“天”到這里告一段落，下面的時間留給各位朋友的提問。
2016-12-05 15:48:55
我是來自中國氣象報社的記者，之前了解到“風(fēng)云四號”衛(wèi)星把幾個最主要的有效載荷放在了同一臺衛(wèi)星上面。我了解到，比如歐洲打算在2018年發(fā)射的一個衛(wèi)星就把輻射計和探測儀，分別放在兩個星上面，分兩次發(fā)射。這個是因為他們能力不太能實現(xiàn)嗎？還是我們從什么角度考慮把主要載荷放在同一臺衛(wèi)星上面，如果分開放和放在同一個衛(wèi)星上分別有什么樣的優(yōu)點、困難和限制？
2016-12-05 15:49:32
像把雞蛋放在一個籃子里那種感覺，應(yīng)該是各有利弊，許院士。
2016-12-05 15:51:55
美國有一個三軸穩(wěn)定衛(wèi)星是叫GOES-8衛(wèi)星把兩個大儀器擺在一個平臺上，結(jié)果一個儀器在晃，另外一個儀器跟著一塊晃。如果我們拍照的時候，有個人在晃你，你拍出來的照，能好嗎？所以當(dāng)時他們得到一個重要的經(jīng)驗，一個衛(wèi)星平臺上擺兩個非常大的運動部件，對衛(wèi)星觀測非常不利。現(xiàn)在回到我們中國氣象衛(wèi)星怎么辦？我們不可能申請兩個衛(wèi)星，我們只能有一個“風(fēng)云四號”衛(wèi)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(wèi)星平臺上一臺儀器動的時候，整個平臺還能保持穩(wěn)定的問題。
2016-12-05 15:52:14
您的這個回答再清晰不過了，如何做取舍不光有技術(shù)的問題還有技術(shù)之外的問題。跟科學(xué)家聊“天”，第一次談?wù)摎庀笮l(wèi)星。其實，我們在選擇話題的時候理應(yīng)更多的選擇與氣象衛(wèi)星相關(guān)的話題，因為氣象衛(wèi)星在我們業(yè)務(wù)當(dāng)中在很多民眾觀感當(dāng)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的任何問題。我曾經(jīng)在許多場合之下，給小學(xué)生講氣象衛(wèi)星，跟中學(xué)生講氣象衛(wèi)星，跟大學(xué)生講氣象衛(wèi)星，跟公眾講氣象衛(wèi)星，我每一次講的時候，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)生聽懂的話告訴他。對其他的受眾也一樣，我希望我說的話能夠被別人聽懂。并且我非常希望大家能夠提問題。我在美國學(xué)習(xí)的時候，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)觀點可難了。你隨便在什么場合做報告，底下有許多人跟你爭論，問你問題。你能夠回答人家的問題，使大家都承認(rèn)你說的東西是對的，你才成立，否則就不成立。現(xiàn)在我們中國人大家都很客氣，不提很刁鉆的問題，而我非常希望大家提問題，任何刁鉆的問題對我們來講，我們都愿意來面對。
2016-12-05 15:56:21
我們在觀測云體，我們看到云反映出來未必是真實的云狀。最近幾年一個新問題出現(xiàn)了就是霧-霾，這是大家非常關(guān)注常常是一個焦點問題，目前氣象衛(wèi)星對霧和霾的監(jiān)測能力達到一個什么樣的狀態(tài)？
2016-12-05 15:58:48
霧-霾它的粒子有多大？我們說PM2.5，就是指的它粒子的直徑是2.5微米(μm)。對觀測而言有一個重要的原則，如果你要用輻射去觀測粒子，有一條定律，如果要讓光線能看到這個粒子，那么觀測用的波長要和粒子大小一樣。這種情況下，它的散射效率最高，散射效率高了，光線被粒子散射，跑到別的方向去，你就看得見粒子。如果你觀測波長比粒子大許多許多，你看不見它。現(xiàn)在就來說PM2.5什么概念？粒子的直徑是2.5微米，什么樣波長能看見這么小的粒子？藍光，藍色的光線能看見它。因此為了把PM2.5看到，就要用藍光通道，風(fēng)云三號上有一個藍光通道，氣象中心的人用藍光通道做了大氣的PM2.5的觀察，做出來的結(jié)果和地面看到的結(jié)果非常一致，國內(nèi)我們第一個做。
2016-12-05 15:59:05
因為現(xiàn)在都是在具體的點觀測，最后能不能有一天達到這樣的愿景，通過衛(wèi)星觀測根本不需要那么多子站觀測就完全可以做到？
2016-12-05 15:59:28
衛(wèi)星觀測全面，不足就是太遙遠，還有別的辦法。比方說安徽光機所做了車載遙感，把遙感儀器擺到汽車上，讓汽車到那個地方去看。汽車離觀測目標(biāo)很近，衛(wèi)星離地球800公里。汽車不一定到工廠里去，污染工廠不讓你進，怎么辦？讓汽車圍繞工廠兜一圈，把那個遙感儀器對著天頂這么看，兜一圈，就把一圈上的通量求出來，通量求出來，這個工廠的排放就求出來了，照樣可以監(jiān)視污染工廠。這個辦法非常有效。這也是遙感，這個車載遙感不是衛(wèi)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(yīng)用到生活方方面面使我們受益，我們也期望氣象衛(wèi)星能夠在我們氣象事業(yè)、氣象業(yè)務(wù)、氣象學(xué)科當(dāng)中承擔(dān)著更加厚重的責(zé)任和義務(wù)。那今天通過氣象衛(wèi)星歷史、現(xiàn)在和未來的這一番聊“天”，我覺得從事氣象衛(wèi)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程當(dāng)中一方面是技術(shù)層面，還有感觸非常重要的一個方面就是情懷。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(nèi)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(wèi)星
主持人 宋英杰
中國工程院院士 許健民
國家衛(wèi)星氣象中心副主任、風(fēng)云四號地面應(yīng)用系統(tǒng)總指揮 魏彩英
風(fēng)云四號地面應(yīng)用系統(tǒng)總師張志清
中國氣象局第19期直擊天氣活動現(xiàn)場
中國氣象報社記者提問
中國工程院院士許健民回答記者提問圖片大圖：
中國網(wǎng) 張鈺
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