窥测五洲风云的“神探”——漫话气象卫星

作者: 周有恒(湖北)

每天中央电视台播放天气预报时,我们首先在电视屏幕上看到的是一幅由蓝色的海洋、绿色的大地和白色的云系组成的画面。这画面就是根据气象卫星发回的资料绘制的卫星云图。

气象卫星是一种用于,气象探测的人造地球卫星。自1960年4月美国发射世界上第一颗实验型气象卫星“泰罗斯1号”以来,世界各国发射的气象卫星总数已超过150颗,数量仅次于侦察卫星和通信卫星。

目前太空中遨游的气象卫星按其运行轨道的差别可分为两种类型:一类是中、低轨道气象卫星,其飞行高度为700～900千米,只用1.5～2小时就可以绕地球“奔跑”一周。它相对太阳是同步的,又跨越地球的两极,人们就称它为近极地太阳同步轨道气象卫星,简称极轨卫星;另一类是高轨道气象卫星,它“落户”于赤道上空35800千米处,绕地球一周需时24小时,从地球上看上去是静止不动的,故又称静止气象卫星或地球同步轨道气象卫星。在世界各国发射的所有气象卫星中,中、低轨道卫星约占90%,而高轨道卫星则只占10%。如美国的泰罗斯系列卫星、雨云系列卫星、依托斯系列卫星等以及前苏联的宇宙系列卫星、流星系列卫星等均属于低轨道气象卫星,而美国的“戈斯”号卫星、日本的“向日葵”卫星以及欧洲空间组织的卫星等则均属于高轨道气象卫星。

自1970年4月我国成功发射第一颗人造卫星之后,中国航天事业以令人瞩目的速度跻身世界先进国家的行列。在目前我国已拥有的三大应用卫星系列中,就包括气象卫星。1988年9月7日,我国启用自行研制的“长征4号”运载火箭成功发射了第一颗太阳同步轨道气象卫星——“风云一号”。1990年9月3日,在太原卫星发射中心,我国第二颗“风云一号”试验气象卫星又在“长征4号”火箭的运载下,准确地进入太阳同步轨道。这一成功,使我国再次成为世界上第三个有能力独立发射极地轨道气象卫星的国家。

气象卫星是新型的空间技术和气象遥感技术结合的产物。在国民经济的许多领域,气象卫星都大有用武之地。例如,应用气象卫星可以提高天气预报的精度和准确度;应用气象卫星可以监测大范围森林火灾和大范围洪涝区域,进行农作物估产、草原分布观测和寻找渔业资源;应用气象卫星还可以监测影响气候的地球物理因素,成为监视大范围地球动态环境及诸如火山、尘暴等自然灾害的有力工具。

我国的两颗“风云一号”气象卫星相继顺利入轨运行,不仅使我国在航天技术和应用卫星领域在国际上占有了一席之地,而且为我国国民经济的发展带来了明显的效益。卫星提供的高质量云图,既为我国的气象事业服务,也为世界各国所共享。据有关资料报道,利用气象卫星进行天气预报及灾害性天气监测,全世界每年可拯救成千上万人的生命,挽回几十亿美元的损失。这其中就有我国气象卫星的功劳。目前,我国气象部门利用卫星资料已能成功地监测太平洋上所有台风。仅此一项,每年产生的经济效益就达10亿元人民币。1991年江淮地区发生特大暴雨,有关部门利用气象卫星资料,有效地监测暴雨天气的发生发展过程,不但划定了受灾面积的范围,甚至逐县地求出了水淹的面积。准确及时的灾情报告,保证了抢险救灾工作的胜利。我国还利用气象资料进行了地震临震预报的尝试。例如,1990年9月12日,通过卫星图象观测到北京地区出现了面积不大的热红外异常现象,经分析研究,地震部门于9月14日做了近期在北京地区将有3～4级小震的预报,结果在第11届亚运会开幕前几小时的9月22日上午11时,北京北郊的沙河果然发生了 4级地震。

自60年代初世界上第一颗气象卫星升空以来,经过各国科学家的共同努力,气象卫星经历了从实验、试用到实用的发展阶段,形成了由太阳同步近极地轨道和地球同步轨道卫星组成的多国间合作的世界性气象卫星网络,并正在向着实用化、规范化和国际化的方向发展。

近年来,由于空间、遥感、电子和计算机等技术的飞速发展,气象卫星的“面貌”和“本领”也是日新月异,其功能已由单纯的气象观测发展到多学科的综合监测,成为天气预报和大气科学及其相关学科领域重大科研活动中不可缺少的一种观测手段;其用途也由单一的气象应用扩展到气象、海洋、水文乃至整个地球环境监测等。当前,世界气象卫星发展的总趋势是进一步完善由静止气象卫星和极轨气象卫星组成的全球气象卫星观测系统;继续发展一星多用,研制以气象为主、为多种领域服务的综合性应用卫星;观测对象向海洋方向扩展,遥感器向种类增多、频段扩展和分辨率提高方向发展,主动式遥感器逐步在极轨卫星上得到应用;采用新技术增加卫星寿命,等等。

我国的气象卫星发展及应用技术也在日臻完善和成熟。据报道,我国将于近期发射新一代的气象卫星——风云二号。这是一颗地球同步轨道气象卫星。它与先前发射的两颗“姊妹星”——风云一号相比,在技术性能、应用范围和使用寿命等方面均有突破性提高。该星升空后,中国将第一次拥有自己的静止气象卫星云图。这对于完善和提高我国气象预报手段和水平具有重大意义,并将为扩大同国际气象界的技术交流与合作作出贡献。