接收:快到能融雪的“碗”里来
接下来,首批观测数据就要踏上回到地球的征途了。
在中国气象局北京地面站,可以看到,风云四号的接收天线,如同一口口“大碗”,整齐划一地面朝西南矗立。
郭强说,对于静止气象卫星来说,天线是需要时刻面向处于赤道上空35800公里处的卫星的。所以,通过北京与赤道相对位置的判断,这些天线要时刻面朝西南方向接收数据。实际上,虽然笼统说是西南方向,但每个天线的方向都需要精密判断。
在北京卫星地面站,有特别设置的风云四号卫星测距天线。这些测距天线是正常的数据接收天线的“迷你”版,能从地面发射无线电信号,对卫星的距离进行测定。
郭强说,通过将北京站、广州站、佳木斯站、乌鲁木齐站等地面站测量的距离进行整合分析得到的空间位置预报结论,其精度已经达到了在距离卫星35800公里外,误差范围只有40米左右。
值得一提的是,数据接收天线自身有100多吨重,在它们的下面,有33根1米直径的柱子,直接打到地下25米深的岩层,这可比楼房地基深多了。这样的天线能够在6至7级大风天气里正常工作。而在下雪天里,这些天线也能够启动加热装置,为自己除雪。
接着,通过这些专属接收天线,遨游天际的海量数据就可以回到地面,进入早已经过反复测试的流水线,开启变身之旅。
变身:用显微镜观看一片叶子
不过,刚从天际回归的首批卫星观测数据量超过1700GB——“太大,太多了!”
郭强说,通过解压、拆分、提取,再经过定标、定位,这些数据才能被整合形成一张以卫星为视角拍摄的地球灰白图像。
事实上,刚刚提取出来的这些原始数据,被称为“零级数据”,其实是对地球进行三次“拍照”拼成的一整张图像。这些“零级数据”看起来杂乱无章,常人是无法分辨出有用信息的。
郭强说,想要“变身”为有用的数据,就必须要通过数据预处理工作,让“零级数据”进阶成为“一级数据”。
他告诉中国青年报·中青在线记者,通过处理,“零级数据”将被整合成为一张灰白色的地球图像。这张图,就像是人站在卫星上用相机对地球拍出的一张照片。这张图像蕴藏着丰富的温度数据,那么,如何让一张图像“站起来”,表示出不同位置的不同温度,还需要科研人员把不同灰度“翻译”为不同温度,这是对卫星数据进行定量化应用中最重要的一步。
他说,目前,风云四号在海面温度、云顶温度方面的定标误差已经非常小,可以控制在正负0.5℃之间。
产品:哪里有闪电,台风怎么走
最后一步,则是让这些“一级数据”走下流水线,走进公众生活,变成每天要看的天气预报以及其他服务产品。
事实上,这次代表风云四号参加首批图像发布会的圆盘图、大气光谱图、闪电分布图以及磁暴监测图仅仅是众多产品中的冰山一角。
郭强告诉中国青年报·中青在线记者,风云四号提供了28类定量产品,包括云和大气产品、地表类产品、天气产品、辐射产品等多种种类。他说,基于这些产品,预报员才可以准确的了解到哪里有闪电、台风的精细化路径是什么、强对流天气的初生对流发生在哪里。
风云四号首批图像的亮相只是一个开始,海量数据正在不断从这条加工流水线上走出。中国气象局副局长、风云四号卫星工程总指挥于新文说,截至目前,风云四号已开发的定量产品种类和数量是风云二号的3倍,数据量是风云二号的160倍。