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4月16日，風(fēng)云三號(hào)G星發(fā)射成功。該星配備了多個(gè)高精尖先進(jìn)裝備，也稱“載荷”。與風(fēng)云三號(hào)其他成員不同，“降水星”的軌道高度只有407公里，衛(wèi)星運(yùn)行速度快，儀器可接收到的入射能量小，對(duì)載荷研制也提出了更高要求。

(相關(guān)資料圖)

風(fēng)云三號(hào)G星

風(fēng)云三號(hào)G星“降水星”上共配備了四個(gè)業(yè)務(wù)載荷、兩個(gè)試驗(yàn)載荷。四個(gè)業(yè)務(wù)載荷是執(zhí)行降水監(jiān)測(cè)任務(wù)的中堅(jiān)力量，各具十八般武藝，協(xié)同合作、互為補(bǔ)充，共同完成降水監(jiān)測(cè)目標(biāo)。

其中，主被動(dòng)微波載荷是降水探測(cè)的主要載荷，包括雙頻降水測(cè)量雷達(dá)和微波成像儀。

微波成像儀

“降水星”特色的主被動(dòng)微波降水測(cè)量具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，降水測(cè)量雷達(dá)能得到降水的廓線信息，而微波成像儀可以得到整個(gè)路徑上的總降水；降水測(cè)量雷達(dá)的觀測(cè)刈幅較窄但精度高，微波成像儀的寬刈幅能大大提高降水測(cè)量的地面覆蓋率。同時(shí)，降水測(cè)量雷達(dá)可為被動(dòng)微波反演提供豐富的云/輻射數(shù)據(jù)庫(kù)，支撐風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星多星裝載的被動(dòng)微波載荷在統(tǒng)一框架下建立反演模型，得到全球高時(shí)效降水產(chǎn)品。

“降水星”配備的兩個(gè)試驗(yàn)載荷——高精度定標(biāo)器和偏振多角度成像儀，在技術(shù)上有不少新探索。

風(fēng)云三號(hào)G星究竟有何“絕技”？

“六大裝備”有何獨(dú)到之處？我們一起來(lái)看！

1.雙頻降水測(cè)量雷達(dá)

實(shí)現(xiàn)了星載主動(dòng)降水探測(cè)的技術(shù)突破。它采用Ku/Ka雙波段觀測(cè)，“慧眼”穿透力強(qiáng)，其單條軌道的觀測(cè)刈幅可達(dá)300公里，可以清晰掃描區(qū)域半徑內(nèi)的臺(tái)風(fēng)、暴雨、暴雪等降水系統(tǒng)的內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)，獲取精細(xì)的三維雨滴譜參數(shù)廓線、三維相態(tài)、三維降水率廓線等參數(shù)和遙感產(chǎn)品，識(shí)別降水類(lèi)型、降水層高度等豐富的降水信息，反演得到比被動(dòng)遙感監(jiān)測(cè)更準(zhǔn)確的降水強(qiáng)度數(shù)據(jù)。

除了為預(yù)報(bào)員提供精細(xì)化預(yù)報(bào)參考外，降水測(cè)量雷達(dá)對(duì)行業(yè)服務(wù)也大有助力，比如，民航飛機(jī)行駛中經(jīng)常需要避開(kāi)“過(guò)冷水”，而有了這個(gè)“千里眼”，我們可以清晰判斷出大氣當(dāng)中哪些是暖云哪些是冷云，哪里是過(guò)冷水區(qū)，可有力保障民航的飛行安全。

2.微波成像儀（降水型）

可提供被動(dòng)微波遙感觀測(cè)，主要利用設(shè)置在大氣窗區(qū)和氧氣及水汽吸收線附近的微波通道，捕捉降水云中的水凝物廓線資料，協(xié)同反演降水參數(shù)。

它是風(fēng)云三號(hào)02批微波成像儀的升級(jí)版，探測(cè)通道數(shù)達(dá)到26個(gè)。

陸地弱降水是星載微波降水反演難題，來(lái)自地表復(fù)雜強(qiáng)大的背景微波輻射，它會(huì)完全掩蓋大氣弱降水的發(fā)射/吸收信號(hào)，風(fēng)云三號(hào)G星微波成像儀在50Hz和118GHz大氣氧氣吸收線附近設(shè)置兩組探測(cè)通道，對(duì)于同一中心頻點(diǎn)的一組通道而言，地表比輻射率相同，降低了反演方程的非適定性，有效提升陸地弱降水的星載探測(cè)能力。

3.中分辨率光譜成像儀（降水型）

風(fēng)云三號(hào)G星配置的光學(xué)成像類(lèi)儀器，單條軌道觀測(cè)刈幅達(dá)1200公里。

它除用于獲取可見(jiàn)光/紅外云圖外，還可獲取云頂溫度、云頂高度、有效粒子半徑和云形態(tài)學(xué)方面的參數(shù)，輔助判斷降水云的存在。

另外，由于目前靜止軌道風(fēng)云氣象衛(wèi)星上還沒(méi)有微波遙感儀器，靜止氣象衛(wèi)星使用紅外通道來(lái)進(jìn)行降水估計(jì)，所以該設(shè)備還是聯(lián)系極軌衛(wèi)星微波降水測(cè)量結(jié)果和靜止軌道衛(wèi)星紅外降水估計(jì)結(jié)果的橋梁。

4.全球?qū)Ш叫l(wèi)星掩星探測(cè)儀（Ⅱ型）

它能提供在軌實(shí)時(shí)濾波精密定軌結(jié)果，在四百多公里軌道高度上，有望實(shí)現(xiàn)基于精密定軌的軌道大氣密度反演和更高精度的GNSS-R海面風(fēng)場(chǎng)及土壤濕度等產(chǎn)品的反演。

5.高精度定標(biāo)器

將首次開(kāi)展在軌太陽(yáng)交叉定標(biāo)技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)，并將高精度輻射定標(biāo)結(jié)果傳遞給同平臺(tái)或其他衛(wèi)星可見(jiàn)/近紅外遙感儀器，為星上光學(xué)載荷測(cè)量結(jié)果的統(tǒng)一定一個(gè)“標(biāo)尺”，為未來(lái)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)資料融合應(yīng)用、建立氣候數(shù)據(jù)集奠定研究基礎(chǔ)。

6.短波紅外偏振多角度成像儀

使國(guó)內(nèi)首次具備短波紅外波段的偏振多角度衛(wèi)星觀測(cè)能力，將探索為實(shí)現(xiàn)云、氣溶膠和地表等相關(guān)參數(shù)的高精度定量化反演提供觀測(cè)信息，從而提高在天氣預(yù)報(bào)、氣候變化和地球環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域等方面的能力。

有了“六大裝備”的加持相信風(fēng)云三號(hào)G星一定能促進(jìn)我國(guó)降水探測(cè)能力及預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的提高讓我們期待一下！

中國(guó)氣象局宣科中心（中國(guó)氣象報(bào)社）出品