靜止軌道雙模毫米波大氣探測儀衛(wèi)星構(gòu)型圖 中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心供圖

　　記者1月11日從中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心獲悉，由該中心與歐洲空間局聯(lián)合研制的“中歐靜止軌道毫米波大氣探測儀樣機”通過驗收。目前國際上還沒有這一探測類型的氣象衛(wèi)星投入使用，該樣機的研制成功將為未來我國靜止軌道氣象衛(wèi)星開展毫米波成像探測奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

　　據(jù)中科院國家空間科學(xué)中心研究員吳季介紹，靜止軌道毫米波大氣探測能夠?qū)崿F(xiàn)對臺風(fēng)強對流等災(zāi)害性天氣的實時立體監(jiān)測，是國際航天大國現(xiàn)階段競相追逐的戰(zhàn)略制高點。中科院國家空間科學(xué)中心和歐洲空間局不約而同地瞄準(zhǔn)了用新體制干涉式綜合孔徑的技術(shù)來解決傳統(tǒng)技術(shù)遇到的瓶頸，使空間分辨率等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)均突破了傳統(tǒng)技術(shù)的極限。雙方各自經(jīng)過了十余年的預(yù)研，都進入到了研制全尺寸地面樣機并試驗的階段。

　　“中歐靜止軌道毫米波大氣探測儀樣機”由兩部分構(gòu)成。其中50GHz~56GHz大氣溫度探測儀樣機在科技部“863”計劃和中科院重點方向性項目的支持下，由中科院國家空間科學(xué)中心負(fù)責(zé)研制，183GHz大氣濕度探測儀樣機在歐空局技術(shù)研究中心預(yù)研項目的支持下，由瑞典Omnisys公司負(fù)責(zé)研制，中科院國家空間科學(xué)中心負(fù)責(zé)兩個樣機的系統(tǒng)集成和測試。

　　經(jīng)過測試，兩個樣機的空間分辨率都達到或超過了指標(biāo)要求，即從地球同步軌道高度（36000公里）上觀測，在地面可以達到優(yōu)于50公里的分辨率，實現(xiàn)對臺風(fēng)等極端天氣現(xiàn)象實時的、連續(xù)的三維立體觀測，極大地提高天氣預(yù)報能力。

　　該項目也是中歐雙方在對地觀測領(lǐng)域圍繞新體制毫米波大氣探測技術(shù)開展的首次實質(zhì)性合作。這將為我國和歐洲新一代氣象衛(wèi)星，特別是為同步軌道氣象衛(wèi)星在國際上首次實現(xiàn)毫米波三維探測能力，奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。在可見的未來，我國新一代靜止軌道微波氣象衛(wèi)星將實現(xiàn)對大氣溫、濕度和降水分布的實時三維成像觀測，大幅提升我國對臺風(fēng)、強降雨等災(zāi)害性天氣的監(jiān)測和預(yù)報能力。

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我國為什么要研發(fā)靜止軌道微波氣象衛(wèi)星

　　我國地處亞洲季風(fēng)區(qū)，臺風(fēng)、暴雨等極端氣象災(zāi)害頻發(fā)，造成大量的財產(chǎn)損失和人員傷亡。據(jù)統(tǒng)計，每年因氣象因素引發(fā)的自然災(zāi)害的經(jīng)濟損失占全國災(zāi)害損失的80%。因此加強氣象的監(jiān)測和預(yù)報，尤其是對災(zāi)害性突發(fā)天氣的監(jiān)測預(yù)警，對挽回經(jīng)濟損失，提高經(jīng)濟效益尤其重要。

　　大氣溫、濕度分布和云中液態(tài)水含量是大氣監(jiān)測和氣象預(yù)報的關(guān)鍵物理參數(shù)。目前，我們多利用極軌氣象衛(wèi)星對上述物理參數(shù)進行探測，這也是比較成熟的技術(shù)。極軌衛(wèi)星處于太陽同步軌道，圍繞地球南北兩極運行，運行周期約115分鐘。換句話說，它要用大約兩個小時才能重新回到同一觀測點。較長的回歸周期限制了極軌衛(wèi)星在災(zāi)害性天氣監(jiān)測預(yù)警中的應(yīng)用，無法實現(xiàn)對天氣系統(tǒng)的實時性連續(xù)監(jiān)測，不能滿足災(zāi)害預(yù)警的需求。特別是對快速變化的臺風(fēng)、突發(fā)性暴雨等極端氣象現(xiàn)象的觀測略顯不足。

　　而靜止軌道氣象衛(wèi)星在這方面具有比較明顯的優(yōu)勢。靜止軌道氣象衛(wèi)星分為靜止氣象衛(wèi)星分為靜止光學(xué)系列衛(wèi)星和靜止微波系列衛(wèi)星兩大系列。目前在軌的靜止軌道氣象衛(wèi)星均屬光學(xué)系列衛(wèi)星，依靠紅外可見光手段進行探測。光學(xué)衛(wèi)星容易受云層的影響，只能得到云層頂部信息。靜止軌道微波探測技術(shù)在國際上尚屬空白，是國際航天大國現(xiàn)階段競相追逐的戰(zhàn)略制高點。

　　此次中歐聯(lián)合研發(fā)的靜止軌道毫米波大氣探測儀樣機，就填補了國際空白。它屬于微波系列衛(wèi)星，既能實時連續(xù)觀測，也具有很強的穿透能力，可以實現(xiàn)全天候大氣探測，尤其當(dāng)探測器工作在50GHz~56GHz的氧氣吸收頻段和183GHz的水汽吸收頻段兩個重要的大氣探測頻道時，可以獲取大氣溫、濕度廓線的三維分布。

　?。ㄔd于《光明日報》 2018-01-12 08版）