極端氣象災(zāi)害持續(xù)給全球帶來巨大生命財(cái)產(chǎn)損失，如何應(yīng)對(duì)？如今，中國有了能精準(zhǔn)捕捉臺(tái)風(fēng)暴雨的全新“大國重器”。

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昨天（7月1日），央視新聞?dòng)浾邚闹袊鴼庀缶肢@悉，風(fēng)云三號(hào)F星正式投入業(yè)務(wù)運(yùn)行。F星是風(fēng)云三號(hào)系列的第七顆衛(wèi)星，同時(shí)也是風(fēng)云系列第三顆太陽同步上午軌道衛(wèi)星。它將接棒風(fēng)云三號(hào)C星，開展全球地氣系統(tǒng)綜合探測(cè)業(yè)務(wù)。

由中國航天科技集團(tuán)八院抓總研制的F星，于2023年8月3日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。它搭載10臺(tái)功能強(qiáng)大、性能先進(jìn)的遙感儀器，可大幅提高對(duì)大氣溫濕度垂直廓線、大氣痕量氣體及地球輻射收支能量的觀測(cè)精度。尤其是新研的2臺(tái)紫外高光譜探測(cè)儀，將開啟我國風(fēng)云衛(wèi)星紫外高光譜探測(cè)新篇章。

在試運(yùn)行過程中，F(xiàn)星對(duì)內(nèi)蒙古東部、東北地區(qū)、華北北部等大范圍降雪過程及新疆強(qiáng)降雪天氣，以及近期長江中下游強(qiáng)降水天氣的監(jiān)測(cè)中發(fā)揮了較好應(yīng)用效益。未來，這臺(tái)“超級(jí)太空CT機(jī)”有望對(duì)區(qū)域和中小尺度天氣、短臨天氣，特別是臺(tái)風(fēng)、暴雨等重大災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)精度的提高具有重要貢獻(xiàn)。

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風(fēng)云三號(hào)F星在軌效果圖。圖——中國航天科技集團(tuán)八院

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“三維CT”助力精準(zhǔn)捕捉臺(tái)風(fēng)暴雨

全球氣候變暖背景下，極端天氣氣候事件頻發(fā)。臺(tái)風(fēng)和暴雨區(qū)域的大氣溫濕度分布可以描繪臺(tái)風(fēng)和暴雨的位置、強(qiáng)度等信息，其分層越精細(xì)，臺(tái)風(fēng)和暴雨信息刻畫就越精準(zhǔn)。

據(jù)航天科技八院風(fēng)云三號(hào)F星總指揮李海生介紹，F(xiàn)星搭載了先進(jìn)的微波溫度計(jì)、微波濕度計(jì)、紅外高光譜大氣探測(cè)儀三臺(tái)儀器探測(cè)大氣溫濕度廓線。相比C星，F(xiàn)星大氣垂直探測(cè)通道數(shù)量提升了近47倍。微波溫度計(jì)大氣探測(cè)通道17個(gè)，微波濕度計(jì)大氣探測(cè)通道15個(gè)，紅外高光譜大氣探測(cè)儀探測(cè)通道達(dá)3000多個(gè)。

“通道越多大氣垂直分層探測(cè)越精細(xì)，這也就意味著這臺(tái)大氣溫濕度‘CT機(jī)’垂直分層能力顯著提升，對(duì)大氣溫濕度分層認(rèn)知更精準(zhǔn)?！崩詈Ｉf。

同時(shí)，通過微波和光學(xué)大氣探測(cè)儀器深度聯(lián)合，充分發(fā)揮微波通道不受天氣影響和高光譜探測(cè)通道更精細(xì)的優(yōu)勢(shì)，F(xiàn)星可探測(cè)人眼難以分辨的大氣溫濕度廓線信息，為大氣做更精準(zhǔn)的“三維掃描”，讓臺(tái)風(fēng)、暴雨“有跡可循”。

中國氣象局局長陳振林表示，F(xiàn)星的發(fā)射將進(jìn)一步提升天氣預(yù)報(bào)的時(shí)效和精度，為防災(zāi)減災(zāi)作出更大貢獻(xiàn)。

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風(fēng)云氣象衛(wèi)星在軌運(yùn)行示意圖。圖——國家氣象衛(wèi)星中心

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“俯瞰、側(cè)視”雙管齊下

能夠高精度、高頻次地對(duì)全球大氣痕量氣體的時(shí)空分布特征和變化趨勢(shì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，是F星的一大亮點(diǎn)。

痕量氣體是大氣中濃度低于十萬分之一的粒子，主要有臭氧、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等，影響著全球大氣環(huán)境和氣候變化。2008年搭載于風(fēng)云三號(hào)A星的紫外臭氧垂直探測(cè)器、紫外臭氧總量探測(cè)器開機(jī)工作，首次實(shí)現(xiàn)了我國對(duì)全球臭氧總量的定量探測(cè)。

F星總設(shè)計(jì)師王金華表示，F(xiàn)星在紫外探測(cè)能力方面進(jìn)行了重要升級(jí)，配置了兩臺(tái)新研制的紫外高光譜遙感儀器。

其中，紫外高光譜臭氧天底探測(cè)儀通過從上而下的天底觀測(cè)方式獲取太陽散射信號(hào)，儀器正面“俯視”地球大氣，猶如一臺(tái)“超廣角CT機(jī)”，可實(shí)現(xiàn)每天一幅全球大氣微量成分探測(cè)圖像，能為氣候變化研究和環(huán)境監(jiān)測(cè)提供重要數(shù)據(jù)支撐。該儀器幅寬達(dá)2900公里，空間分辨率優(yōu)于7公里，其光譜分辨率和空間分辨率均大幅優(yōu)于國內(nèi)外同類紫外探測(cè)儀器，達(dá)到國際先進(jìn)水平。

紫外高光譜臭氧臨邊探測(cè)儀則以切線形式對(duì)大氣進(jìn)行側(cè)面掃描，通過臨邊方式觀測(cè)大氣紫外—可見光波段太陽后向散射，反演得到全球臭氧垂直廓線、二氧化硫和二氧化氮柱總量以及氣溶膠定量和定性產(chǎn)品。其垂直分辨率優(yōu)于3公里，性能指標(biāo)同樣達(dá)到國際先進(jìn)水平。

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圖源：央視四套

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將生產(chǎn)6類48種產(chǎn)品

F星是一顆極地太陽同步上午軌道衛(wèi)星。因天氣系統(tǒng)在上、下午時(shí)段表現(xiàn)迥異，近地軌道衛(wèi)星采用多星組網(wǎng)觀測(cè)，能更好地獲取時(shí)空均勻分布的探測(cè)資料。

中國氣象局副局長曹曉鐘表示，F(xiàn)星將與在軌的“下午星”風(fēng)云三號(hào)D星、“黎明星”風(fēng)云三號(hào)E星、“降水星”風(fēng)云三號(hào)G星組網(wǎng)觀測(cè)，其觀測(cè)資料和產(chǎn)品將廣泛應(yīng)用于天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

F星投入業(yè)務(wù)運(yùn)行后，將生產(chǎn)圖像類、云輻射類、海陸表類、大氣參數(shù)類、大氣成分類、空間天氣類共計(jì)6類48種產(chǎn)品。針對(duì)地表和大氣成分的探測(cè)需求，全新研發(fā)了土壤凍融、二氧化氮、二氧化硫、臭氧總量和廓線、氣溶膠總量及指數(shù)等新型遙感產(chǎn)品。

下一階段，F(xiàn)星將按照“邊測(cè)試、邊應(yīng)用、邊服務(wù)”的原則開展在軌測(cè)試。截至目前，我國共有9顆風(fēng)云氣象衛(wèi)星在軌運(yùn)行，持續(xù)為全球129個(gè)國家和地區(qū)提供數(shù)據(jù)產(chǎn)品和服務(wù)。

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