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中国气象局第19期直击天气:揭秘天气“精算师”—风云气象卫星

发布时间:  |  来源:中国网  |  责任编辑:张钰
 

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活动标题

  • 中国气象局第19期直击天气:揭秘天气“精算师”—风云气象卫星

活动描述

  • 中国气象局定于12月5日(星期一)14:30,在华风气象影视中心三楼演播厅举行第19期直击天气活动,邀请中国工程院院士许健民,国家卫星气象中心副主任、风云四号地面应用系统总指挥魏彩英,风云四号地面应用系统总师张志清揭秘天气“精算师”—风云气象卫星。敬请关注!

文字内容:

  • 主持人 宋英杰:

    观众朋友您好,欢迎您收看我们这一期的与科学家聊“天”。

    我做天气预报有一次参加一个聚会,有些朋友们恰巧没认出来我是谁,一介绍以后,有人就说你不应该穿那身衣服,你应该穿个T恤衫,上面印着卫星云图,这样大家谁都认出你来了。

    气象卫星的确是天气预报节目当中最直观、最形象的专业图形序列,也正因为如此,它的知名度特别高,大家都觉得都很神奇。有人说,你们这个工作真简单,有气象卫星云图,一看云图就能预报了。还有人说,你看现在都有气象卫星,怎么有的天气预报还不准呢?所以很多谈论话题都是基于气象卫星。

    其实在我们看来气象卫星有点像天气的“精算师”,有人说它是千里眼、顺风耳。今天我们这个话题就针对气象卫星,我们请到三位嘉宾,都是气象卫星这个领域的大咖级人物。

    第一位是中国工程院院士许健民;

    第二位是国家卫星气象中心副主任、风云四号地面应用系统总指挥魏彩英女士;

    第三位是风云四号地面应用系统总师张志清先生。

    气象卫星有将近40年的历史,1988年9月,开始有了我们自己的气象卫星。在1988年那个时候,大家听说中国发射了气象卫星了那才是真正喜大普奔的事情。

    许院士您给我们介绍一下有气象卫星和没有气象卫星对于气象业务、气象学科、气象事业有什么差别?

    2016-12-05 14:30:20

  • 许健民:

    在没有气象卫星以前,我们依靠气象站观测的资料来了解分析天气,气象站观测的资料有多少频次呢?探空资料,一天两次,时间是0点和12点。地面资料,全球交换发报的3小时一次,一天8次,还有一小时一次的航空报,只有地面资料。并且这种探空站的资料和地面站资料只在有气象站的地方才有,没有气象站的地方没有资料。我们知道地球上70%是海洋,30%是陆地,陆地上还有高山还有沙漠,所以有气象资料的地方在地球上所占的比例非常少,观测频次也是很低。有了气象卫星以后,第一,我们得到了全球资料,全球都能观测到。第二,我们得到了高时间频次的资料,现在气象卫星,风云二号卫星最多6分钟取一幅图,这样,天气的连续演变可以观测到,这就是区别。

    2016-12-05 14:32:11

  • 宋英杰:

    我觉得说得非常清晰,就说是地面观测原来是三小时一次,现在卫星可以看六分钟就转一遍。地球表面绝大多数的面积是海洋,这是盲区,高山、海岛、荒漠同样是盲区,有了气象卫星之后一切都不再是盲区了,一切都在人的注视当中,这是一个非常大的变化。应该说气象卫星有独特的贡献,除了这些观测之外,魏主任,您给我们讲解一下气象卫星还有哪些独特的功效?

    2016-12-05 14:35:11

  • 魏彩英:

    刚才许院士讲的观测范围到频次的不同,另外观测的手段和观测要素上也会多种多样。大家比较熟悉的是从电视上看到的卫星云图,随着卫星技术的发展,我们即将发射的“风云四号”将会有三维垂直大气探测能力,另外还会有闪电成像仪等,这和以往相比都是巨大的突破。卫星有多种多样的观测能力和手段,实现定时、定量的观测,除大家熟悉的卫星云图外,用户还可以得到云、气溶胶、辐射、降水、云导风等多种定量反演产品。

    2016-12-05 14:38:14

  • 宋英杰:

    您说到现在有了突破,即将发射的“风云四号”卫星的突破,有闪电、有三维轮廓的观测,这和以往有很大的不同,这个话题可以组成一个坐标,纵坐标从没有气象卫星到有气象卫星但是还没有这么功能强大的气象卫星,再有一个横坐标就是我们的气象卫星和别的国家的气象卫星有什么不同,或者说在国际领域当中我们处在什么样的位置,许院士能给我们介绍一下吗?我们的位置是什么样?

    2016-12-05 14:40:44

  • 许健民:

    静止气象卫星需要在赤道上3万6千公里高度的地方进行观测。因此,对静止卫星而言,不同的国家有不同的分工,美国看西半球,欧洲看格林威治0度那个地方,日本看140度东经的太平洋上。我们中国把风云气象卫星定点定在以中国领土的中心经度:东经105度、赤道这个地方。也就是西安的经度。在这个地方摆一个卫星有什么好处呢?它可以观测到影响中国的天气系统,北边到西伯利亚,西边到非洲,东边到太平洋,南边到南印度洋,全部都看见了。因此影响中国的天气系统基本上在“风云二号”观测范围以内,这对中国来讲最最重要的一件事情。其它国家的卫星,日本的卫星、欧洲的卫星、美国卫星,在那个地方看不见我们这儿的系统,对于我们中国天气系统来讲,中国气象卫星这个位置最合适。

    2016-12-05 14:42:13

  • 宋英杰:

    那实际上我可不可以这样理解,就是我们的卫星无论是静止卫星、极轨卫星,所形成的这样一个卫星群,包括国际上的卫星群,一方面是承担着国家责任,它为我们这个国家的人来监测天气,同时还承担着国际责任,大家资料是相互交换、共享的。

    2016-12-05 14:45:43

  • 许健民:

    刚才说的是静止气象卫星,对极地轨道卫星来讲,现在美国、欧洲的卫星基本上用上午星和下午星两个来观测全球天气。对数值预报来讲,它需要每三个小时有一个全球覆盖的观测资料,那如果只有上午星、下午星的话,那么在地球上就有某一些条带,每三个小时条带上资料是空缺的。因此大家都希望谁能够做一个凌晨卫星,凌晨时发的卫星,那么现在国际上大家希望的就中国的“风云三号”能够在凌晨这个时候摆上去,这样摆上去以后,那全世界每三个小时的全球资料里头,这个缺资料的条带就没有了,这将可以大大提高数值预报的精准度。

    2016-12-05 14:46:04

  • 宋英杰:

    您刚才谈的这个是“风云三号”,气象卫星两种,一个是极轨一个是静止,我可不可以这样理解,就是静止它像蹲点一样就在这个地方专注地看,极轨像巡视员一样,它在巡视,功能、专长各有不同。我想请教一下张总师,我们从没有气象卫星到有气象卫星,再到即将发射新的气象卫星,刚才魏主任谈了,风云四号与前面有很大的不同,有很大的优化还有了自己的亮点,您觉得即将发射的“风云四号”卫星有什么特别的亮点?

    2016-12-05 14:49:28

  • 张志清:

    气象卫星所携带的仪器,最早是光学仪器,主要观测可见光、红外波段。对于可见光来讲,只能在有太阳的时候才能看见云图,夜晚的时候就没有了。后来红外,观测解决了昼夜观测问题,但是红外只能看到云顶的情况,有密实的云和大气的地方,红外无法穿透。所以现行的可见光和红外配合观测,仍无法解决三维观测的问题,所以未来仍需要微波星。微波能穿透云雨大气,这将是我们未来的技术方向。“风云二号”和“风云四号”相比,风云二号上只有一个仪器叫自旋扫描辐射器——辐射成像仪,它只有五个通道。这五个通道什么意思呢?就相当于一个人用五种颜色的眼镜,你戴着不同的眼镜可以看到不同的大气和地物目标特征。“风云四号”携带了四种仪器,我们从单个仪器观测走向了综合观测,其中先进的成像辐射仪跟风云二号相比,从5个通道变成14个通道,相当于多了9副眼镜,它能看到的大气和地物目标更多。

    第二个仪器是干涉式红外大气探测仪,它属于高光谱的大气探测仪器,可以解决晴空大气温、湿度三维廓线的探测,这个仪器也将是世界上第一个在静止轨道上采用高光谱的红外探测仪器。

    第三个仪器是闪电成像仪,大家都知道,闪电是强对流天气系统的示踪信号,它能够表述强对流天气的发展,在静止轨道上能够实现对闪电的连续不断监测。

    第四个仪器是空间环境监测仪器包。静止气象卫星的轨道不仅是天气观测的优选平台也是空间天气观测的一个理想平台,所以我们在这个平台上还放了很多空天天气灾害监测的仪器的,所以相比之下“风云四号”和“风云二号”比的话有这么几个特点,第一个特点就是从单一载荷走向了综合多载荷,从单一观测走向综合观测。

    第二个特点,它的空间分辨率更高。风云二号原来可见光的分辨率是1.25公里红外是5公里,到了风云四号可见光的分辨率可以达到500米,红外达到2-4公里。

    第三个特点,观测频次更高。“风云二号”目前最快6分钟进行一次区域观测,“风云四号”可以实现在东西和南北各一千公里的范围内,进行一分钟一次的观测,这个观测频次有了极大提高。

    2016-12-05 14:51:50

  • 宋英杰:

    我听着听着,因为比较专业,虽然都是说气象,但还有点隔行如隔山,第一,原来一台仪器现在四台仪器,载荷不一样了。就像手机一样,原来手机只能打电话,现在手机还能照相还有大量的APP,而且你谈到不光对着大气层还关注空间天气显得它的视野更广阔,它的产品更丰富了,它对我们的保障,更让我们有一种更踏实的感觉。

    那么“风云四号”这个卫星它在发射之后对我们来说有多长时间能够使用这样的一些功能?

    2016-12-05 14:57:38

  • 张志清:

    据我们所知,跟“风云四号”同步发展的今年11月19号发射的美国GOES-R卫星,和日本的向日葵8号、9号,在世界上处于同期的静止气象卫星。他们公布的卫星发射之后的在轨测试计划都是一年。为什么需要这么长的时间呢?因为这些卫星都采用了很多先进的技术,由于它们的空间分辨率更高、观测频次更高,所以它们遇到了许多探测数据预处理方面的难题。我们通过卫星来观测的数据并不能够直接运用,它要经过预处理和产品处理以后才可以能够得到运用。什么叫数据预处理?我们看到的卫星的图像,它对应在地球上精确的经纬度,也就说在地球上的地理坐标,这是我们首先要确认的,我们叫做定位和配准数据。第二,我们看到的大气资料,它代表的物理特性,物理量要经过高精度的对标,这是我们讲的预处理。第三,要把这些经过预处理以后的产品再变成各种反映大气物理特性的定量产品。卫星数据要经过这些处理以后才能为广大用户所使用,这里面有许许多多的技术难点,所以需要比较长的在轨测试。

    由于静止气象卫星它是定点在赤道上空约3.58万公里的地方,我们尽管把它叫做静止卫星,但实际上它并不是绝对不动的,它仍然有轨道运动、姿态运动,它的姿态是主动姿态控制,所以它时时刻刻都在动。

    另外还有一个面临的更大的难题,就是它所处的轨道环境很恶劣。大家都知道风云四号采用三轴稳定。

    2016-12-05 14:58:05

  • 宋英杰:

    “风云四号”是首颗三轴稳定的?

    2016-12-05 15:04:39

  • 张志清:

    风云四号是我国首颗三轴稳定静止气象卫星。风云二号采用自旋稳定工作方式,过渡到三轴稳定的工作方式,三轴稳定的工作方式是一个什么样呢?它有一个固体的对地面始终面向地球,这个面就像人的眼睛一样,永远可以盯着地球,此外还有一个对立面的存在。由于是三轴稳定,所以风云四号面向太阳的一边,温度能达到零上100-200℃,面向地球不照太阳那一边那就是宇宙空间,零下100-200℃,这么一个巨大的温度梯度要分布在这样一个航天器上,它任何好的材料它都会变形。卫星平台上搭载很多有效载荷,平台发生了热变形了,那么这些仪器的指向也就偏了,所以在做图像定位的时候,三轴稳定卫星也是全世界遇到的难题。我们知道太阳,地球赤道面和黄道面,地球是在黄道面上运行的,这两个面交角有23.5度,也就是相对地球而言太阳每年都要从南边到北边,从北边到南边要走一个来回。

    2016-12-05 15:05:06

  • 宋英杰:

    冬至夏至。

    2016-12-05 15:09:34

  • 张志清:

    对,这个环境变化也会导致卫星因为平台热分布和热形变而产生的指向偏差变化。所以只有通过一年在轨测试才能够掌握卫星运行基本规律,为以后业务应用做好准备。所以在“风云四号”计划发射以后,初步考虑也要经过一年的在轨测试投入使用。

    2016-12-05 15:10:01

  • 宋英杰:

    没想到,可能我们很多人觉得卫星在太空当中转来转去很安闲的样子,但实际上它的生存环境实在是太恶劣了。前两天大家在网上在聊稳定,有三轴稳定,我不知道是不是跟这个相关。有人觉得摄像机在高速运动状态下,那个镜头不稳定,拍出来的效果很模糊,后来他们把一个小的摄像机绑到一只鸡的头上,发现鸡的头保持稳定的能力特别强是三轴稳定,但是鸡没有办法在那个太空环境当中承担三轴稳定的职责。您说到了一年的时间,但是对我们大家来说,“好饭不怕晚”,值得期待。

    以前发射过很多气象卫星,我们今天在报纸上看到发射气象卫星的消息,后面常有一两句话的评论或预期就说气象卫星发射将极大提高中国天气预报的准确率。我有时候在想预期率是不是有点高了,那么新的这一代的气象卫星的确远远超出了它们的前辈卫星们,但是我们如何建立一个合理的预期,我想问一下魏主任,它能做些什么,最后结果是什么?能够在多大程度上改善我们现在的业务能力?

    2016-12-05 15:13:51

  • 魏彩英:

    这颗星搭载四类有效载荷,各自都有它应用的领域。比方刚才说的成像仪,“风云二号”也有类似的载荷。这两个成像仪有多大的差别?总结上来说,就是更“清、快、准”。首先是“清”,就是更清晰了。类似我们电视机一样,原来是高清的话,现在就是超清。清晰度,就是空间分辨率高了,比如红外、水汽通道,原来风云二号卫星是5公里,到了“风云四号”是4公里,甚至有的通道是2公里;原来风云二号卫星的可见光通道是1.25公里,现在最高分辨率是500米。

    再一个就是“快”,就是时间分辨率的提高。我们大家都用相机拍照,原来是半个小时才拍一张圆盘图,现在我们15分钟就可以拍一张圆盘图,如果一千公里乘一千公里区域,观测时效只需一分钟。对预报员来说,高频次的观测资料就非常重要。大家都有切身的体会,一阵雨突然来了,然后又消失了,那么对这样局地的中小天气系统,原来我们半个小时才能看一次,难以捕捉到。现在15分钟看一次,甚至一分钟看一次的话,就给预报员提供了前所未有的观测资料。另外从空间上,对局地小天气系统来说也是一个非常好的一个观测手段。原来大家看到都是二维的成像,风云四号干涉式红外垂直探测仪,将对三维空间的温、湿度廓线进行探测,因此对垂直方向上对大气不稳定指数等有一个快速、直观的判断。再加上闪电成像仪,每两毫秒一帧的闪电探测,对观测区域内闪电的总量以及强度都有直观的监视。对短临天气预报,特别是定时、定点和定量的天气预报来说将有至关重要的作用。

    “准”是指探测结果更加准确,就是探测精度的提高。具体表现为定标精度及反演产品精度的提高,从而提升卫星资料的应用效益。

    大家知道数值天气预报中卫星资料的应用贡献巨大,刚才说到的三维大气探测,对数值预报尤其区域数值预报都会有非常广阔的应用前景。我相信闪电仪观测也会给预报员一个崭新的视角,进一步提高我们天气预报准确率,发挥出新的应用效益。

    2016-12-05 15:16:19

  • 宋英杰:

    通常大家觉得卫星转来转去拍到的都是实际的直观的画面,其实很少有人知道它所监测到的那些数据,最后如何成为数值预报当中的原始数据的。

    很多情况下天气预报的尴尬就在于大网捞小鱼,而那个小鱼——局地的短时临近天气和小尺度的灾害往往造成的影响很大。那如果这些都能做到,通过卫星的监测就形成一个短时临近预警客观标准,看到这个闪电看到这些数据之后,不用辨别也不用人工订正,实现短时临机的预警,许院士您觉得呢,能做到吗?

    2016-12-05 15:22:21

  • 许健民:

    卫星给我们提供一个观测的手段,我们观测到现象后,还要进一步了解它的系统怎么发生的,怎么发展的,怎么运动的。这些都理解后,我们才有可能说以后怎样预报它,所以挺难的一件事情。“风云四号”的图像质量会比“风云二号”有台阶性的提高,这里面有两个原因:第一个,“风云二号”是一个自旋体,在旋转当中对地球进行观测,因此卫星转一圈就只能扫一条线,卫星离地球有多远呢?有3.6万公里远,地球半径有多少呢?6400公里,也就是说卫星离地球的距离,相当于地球半径的6倍。卫星转一圈360度,只有17.9度在看地球,那么其他时间它在外太空空转。在如此遥远地方看地球,且只有17.9度看地球,卫星观测能力观测质量就很难提高了。等于我一秒钟里面只有一会在看,其它时候闭着,这样卫星观测图像质量就不太可能提高。现在“风云四号”变成三轴稳定,一直看地球,我不需要空转。这个是第一个很大的提高。

    第二个很大提高,过去的风云二号卫星扫描仪光路设计成同轴三反,这个卫星的光路直指主镜,卫星上用主镜的抛物面把能量接收过来,反射到一个次镜,次镜就在主镜的光路上,因此第二个镜子把射向主镜的光线挡住一部分,这是“风云二号”的情况。到“风云四号”情况,把第二面镜子挪到射向主镜的光路的外面去了,就是说我们在卫星的赤道上面叫(离轴三反),光路上没有庶挡,那么光路信号的能量全部都使用起来了,这两个技术使得从地球上来的辐射能量能够被卫星传感器充分利用,因此我们预期“风云四号”的图像质量会比“风云二号”有台阶性的提高,这是我们预期的。

    2016-12-05 15:23:47

  • 宋英杰:

    没有障碍物,第一,它视力好了,第二,它不乱看了,到处乱瞟就专注看该看的地方,这两个对于卫星功能的体现都部分重要。

    2016-12-05 15:25:25

  • 许健民:

    但是要实现这一点非常非常难。当时我们发展静止气象卫星的时候,面积选择自旋稳定还是三轴稳定的问题,当时我们在这件事情上反复推敲反复思考,先做什么?后来我们决定先做一个自旋的,为什么?相对于三轴稳定而言,自旋的更加稳定、更加可靠、更加容易实现。

    2016-12-05 15:25:46

  • 宋英杰:

    先温饱再小康,刚才我也想了解另外一个问题,就是横向去对比,我们的卫星您说刚刚开始做的就是自旋稳定然后到三轴稳定这也是一个巨大的突破,应该说是一个历史性的突破,一些发达国家他们气象卫星与我们相比,现在处在一个什么样的水平?

    2016-12-05 15:27:07

  • 许健民:

    中国的气象卫星最重要的一个特征是包括卫星、地面系统、硬件、软件全都自己研制。我们不是引进的,都是自己做的。这样就给了我们一个自主发展的机遇,开始的时候,我们可能做得不是太好,慢慢我们找到问题,解决问题,卫星的可靠性、观测质量都在提高。因此应该说,中国气象卫星有自己的特色,这个特色是国际上同行都承认的,而且在某些方面,甚至比美国还要好。但是总体而言,我们现在还不如人家。

    现在大概是什么水平呢?现在风云三号极地轨道卫星,我们基本上就和国际上主流的美国、欧洲卫星在同一个平台上,其中有一些观测质量被证明和他们是一样好,甚至比他们更好一点。静止卫星,通过“风云四号”,我们也基本上达到了主流卫星相当的位置了,具体怎么样,我们要到最后拿出图来看,我们先不把这个话说满了。咱们拿出图来看。

    2016-12-05 15:30:43

  • 宋英杰:

    今年有一个流行语,大家经常说到叫“永远在路上”,对于气象卫星的发展也同样。我想就这个问题问三位,在我们心目当中就气象卫星发展以后的轨迹,大概能够达到一个什么样的水平,给它的功能和作用的一个预期?还有现在还没有达到的,我们希望它能达到一个什么样的状态?

    2016-12-05 15:32:06

  • 许健民:

    刚才张志清同志讲了,我们希望气象卫星不仅看到云顶的信息,还能看到云的内部,这是未来微波气象卫星能做的。这次“风云四号”卫星,在静止轨道上的垂直探测仪是全世界第一个实现,也就是说美国、欧洲卫星都没有在静止轨道上摆一个垂直探测仪,高频次观测中小尺度系统里大气的三维结构,我们是第一个,这个也是非常了不起的事情。我们的想法,现在最重要、最难的是精度的提高,精度太重要了。我看郎平在天气预报节目里做了一个广告词,叫做打球容易赢球难,种地容易高产难。对我们气象卫星来讲,那就观测容易精准难,对天气预报来讲,预报容易落点难。我们做气象的人就希望未来预报,时间对、地点对、雨量对,但是这一条可能我们这一辈子都很难达到,我们这一代人都很难做到,但是我们会在这个道路上去努力。

    2016-12-05 15:35:25

  • 宋英杰:

    可能都是几代人、几辈人的努力未必能达到大家的预期,但是我们也特别希望最后它的监测能到原子、分子、离子的层面,这个路还非常漫长,魏主任。

    2016-12-05 15:37:47

  • 魏彩英:

    这句话非常好,技术的进步永远在路上。作为气象卫星来说,它是天基、空基、地基综合观测手段里的“天基”。作为一种观测手段,永远在路上指的是什么?高空间分辨率、高时间分辨率,高光谱分辨率以及灵活机动的观测能力是我们永远所追求的目标。大家知道,我们国家是世界上少数几个同时拥有极轨、静止两个系列卫星的国家之一,目前已经成功发射了风云一号、二号、三号系列卫星,即将发射新一代静止气象卫星风云四号。我国气象卫星的后续发射计划包括,“风云三号”D星、E星、F星,还会有降雨测量雷达星等。即将发射的风云四号01星是科研试验卫星,后续还将发射“风云四号”B星、C星,将作为业务卫星接替目前“风云二号”,承担我国静止轨道气象观测业务稳定运行的重任,另外还将发展我国静止轨道风云四号微波星等。中国气象局在滚动制定我国气象卫星及其应用发展十年规划,发展规划也被纳入《我国民用空间基础设施发展规划》,成为我国大气、陆地、海洋对地观测卫星系统的重要组成部分。

    未来的发展趋势是什么呢?就是系列化、星座化和业务化。为进一步提高观测能力,未来我们会在天气观测卫星星座、气候观测卫星星座以及大气成分探测卫星等方面进行规划设计。另外从探测手段上,目前都是被动观测手段,未来我们还要发展主动探测业务,这样主、被动相结合的综合观测能力会大大提高多种观测要素的探测精度和效率。

    2016-12-05 15:38:09

  • 宋英杰:

    您指的主动观测是什么呢?

    2016-12-05 15:40:33

  • 魏彩英:

    这句话非常好,技术的进步永远在路上。作为气象卫星来说,它是天基、空基、地基综合观测手段里的“天基”。作为一种观测手段,永远在路上指的是什么?高空间分辨率、高时间分辨率,高光谱分辨率以及灵活机动的观测能力是我们永远所追求的目标。大家知道,我们国家是世界上少数几个同时拥有极轨、静止两个系列卫星的国家之一,目前已经成功发射了风云一号、二号、三号系列卫星,即将发射新一代静止气象卫星风云四号。我国气象卫星的后续发射计划包括,“风云三号”D星、E星、F星,还会有降雨测量雷达星等。即将发射的风云四号01星是科研试验卫星,后续还将发射“风云四号”B星、C星,将作为业务卫星接替目前“风云二号”,承担我国静止轨道气象观测业务稳定运行的重任,另外还将发展我国静止轨道风云四号微波星等。中国气象局在滚动制定我国气象卫星及其应用发展十年规划,发展规划也被纳入《我国民用空间基础设施发展规划》,成为我国大气、陆地、海洋对地观测卫星系统的重要组成部分。

    未来的发展趋势是什么呢?就是系列化、星座化和业务化。为进一步提高观测能力,未来我们会在天气观测卫星星座、气候观测卫星星座以及大气成分探测卫星等方面进行规划设计。另外从探测手段上,目前都是被动观测手段,未来我们还要发展主动探测业务,这样主、被动相结合的综合观测能力会大大提高多种观测要素的探测精度和效率。

    2016-12-05 15:41:54

  • 宋英杰:

    由被动到主动,张总师呢?

    2016-12-05 15:44:17

  • 张志清:

    预报水平的提高,离不开观测技术的提高,观测技术的提高是永远在路上,可以说没有止境。

    应该是“四高”、“两全”和智能化。“四高”就是:高空间分辨率,高时间分辨率、高光谱分辨率,高辐射精度。“两全”是全天时和全天候,红外解决了全天时观测的问题。那么全天候呢?在下大暴雨的时候,云里面的结构和台风里面的结构我们是不知道的,所以微波观测能解决全天候的问题,极其重要。

    现在的观测,基本上还是一个程式化的观测。我们观测模式不太灵活,有点像渔民打鱼,拿着一个固定网眼大小的网,在河里不管有鱼没鱼都在那里打。未来可以把气象卫星真正变成预报员手中的的渔网,大鱼用网眼大的网,小鱼用网眼小的网,灵活更换使用,真正变成他们手中的工具,就是具有智能化观测的能力。我想应该体现在这些方面吧。

    2016-12-05 15:45:18

  • 宋英杰:

    我们也希望气象卫星能够延续它的神奇,既高屋建瓴又细致入微,并且无时无刻不在专注着关注它应该关注的地方。

    那我们聊“天”到这里告一段落,下面的时间留给各位朋友的提问。

    2016-12-05 15:48:55

  • 中国气象报社记者:

    我是来自中国气象报社的记者,之前了解到“风云四号”卫星把几个最主要的有效载荷放在了同一台卫星上面。我了解到,比如欧洲打算在2018年发射的一个卫星就把辐射计和探测仪,分别放在两个星上面,分两次发射。这个是因为他们能力不太能实现吗?还是我们从什么角度考虑把主要载荷放在同一台卫星上面,如果分开放和放在同一个卫星上分别有什么样的优点、困难和限制?

    2016-12-05 15:49:32

  • 宋英杰:

    像把鸡蛋放在一个篮子里那种感觉,应该是各有利弊,许院士。

    2016-12-05 15:51:55

  • 许健民:

    美国有一个三轴稳定卫星是叫GOES-8卫星把两个大仪器摆在一个平台上,结果一个仪器在晃,另外一个仪器跟着一块晃。如果我们拍照的时候,有个人在晃你,你拍出来的照,能好吗?所以当时他们得到一个重要的经验,一个卫星平台上摆两个非常大的运动部件,对卫星观测非常不利。现在回到我们中国气象卫星怎么办?我们不可能申请两个卫星,我们只能有一个“风云四号”卫星。中国航天科技集团公司第八研究院花了很多的力气,解决了卫星平台上一台仪器动的时候,整个平台还能保持稳定的问题。

    2016-12-05 15:52:14

  • 宋英杰:

    您的这个回答再清晰不过了,如何做取舍不光有技术的问题还有技术之外的问题。跟科学家聊“天”,第一次谈论气象卫星。其实,我们在选择话题的时候理应更多的选择与气象卫星相关的话题,因为气象卫星在我们业务当中在很多民众观感当中代表学科神奇的一面。

    2016-12-05 15:54:31

  • 许健民:

    我非常愿意回答任何人提出来的任何问题。我曾经在许多场合之下,给小学生讲气象卫星,跟中学生讲气象卫星,跟大学生讲气象卫星,跟公众讲气象卫星,我每一次讲的时候,所做的PPT都不一样,我想到我给小学生讲,他们懂吗?我们必须用小学生听懂的话告诉他。对其他的受众也一样,我希望我说的话能够被别人听懂。并且我非常希望大家能够提问题。我在美国学习的时候,我美国的老师曾经跟我讲,在美国,你要提出你的学术观点可难了。你随便在什么场合做报告,底下有许多人跟你争论,问你问题。你能够回答人家的问题,使大家都承认你说的东西是对的,你才成立,否则就不成立。现在我们中国人大家都很客气,不提很刁钻的问题,而我非常希望大家提问题,任何刁钻的问题对我们来讲,我们都愿意来面对。

    2016-12-05 15:56:21

  • 宋英杰:

    我们在观测云体,我们看到云反映出来未必是真实的云状。最近几年一个新问题出现了就是雾-霾,这是大家非常关注常常是一个焦点问题,目前气象卫星对雾和霾的监测能力达到一个什么样的状态?

    2016-12-05 15:58:48

  • 许健民:

    雾-霾它的粒子有多大?我们说PM2.5,就是指的它粒子的直径是2.5微米(μm)。对观测而言有一个重要的原则,如果你要用辐射去观测粒子,有一条定律,如果要让光线能看到这个粒子,那么观测用的波长要和粒子大小一样。这种情况下,它的散射效率最高,散射效率高了,光线被粒子散射,跑到别的方向去,你就看得见粒子。如果你观测波长比粒子大许多许多,你看不见它。现在就来说PM2.5什么概念?粒子的直径是2.5微米,什么样波长能看见这么小的粒子?蓝光,蓝色的光线能看见它。因此为了把PM2.5看到,就要用蓝光通道,风云三号上有一个蓝光通道,气象中心的人用蓝光通道做了大气的PM2.5的观察,做出来的结果和地面看到的结果非常一致,国内我们第一个做。

    2016-12-05 15:59:05

  • 宋英杰:

    因为现在都是在具体的点观测,最后能不能有一天达到这样的愿景,通过卫星观测根本不需要那么多子站观测就完全可以做到?

    2016-12-05 15:59:28

  • 许健民:

    卫星观测全面,不足就是太遥远,还有别的办法。比方说安徽光机所做了车载遥感,把遥感仪器摆到汽车上,让汽车到那个地方去看。汽车离观测目标很近,卫星离地球800公里。汽车不一定到工厂里去,污染工厂不让你进,怎么办?让汽车围绕工厂兜一圈,把那个遥感仪器对着天顶这么看,兜一圈,就把一圈上的通量求出来,通量求出来,这个工厂的排放就求出来了,照样可以监视污染工厂。这个办法非常有效。这也是遥感,这个车载遥感不是卫星遥感。所以把科学技术用到我们所需要的方面去,只要你去用好它就有办法去解决。

    2016-12-05 15:59:48

  • 宋英杰:

    希望有更多的科学技术应用到生活方方面面使我们受益,我们也期望气象卫星能够在我们气象事业、气象业务、气象学科当中承担着更加厚重的责任和义务。那今天通过气象卫星历史、现在和未来的这一番聊“天”,我觉得从事气象卫星的很多人,包括张总师、魏主任特别是许院士我们在聊天的过程当中一方面是技术层面,还有感触非常重要的一个方面就是情怀。所以我们特别需要关注“风云四号”,即将发射的“风云四号”,我们也期待并且祝福它的精彩。非常感谢您参与今天的聊“天”,谢谢!

    2016-12-05 16:00:13

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  • 中国气象局第19期直击天气:揭秘天气“精算师”—风云气象卫星

    中国网 张钰

  • 主持人 宋英杰

    中国网 张钰

  • 中国工程院院士 许健民

    中国网 张钰

  • 国家卫星气象中心副主任、风云四号地面应用系统总指挥 魏彩英

    中国网 张钰

  • 风云四号地面应用系统总师张志清

    中国网 张钰

  • 中国气象局第19期直击天气活动现场

    中国网 张钰

  • 中国气象报社记者提问

    中国网 张钰

  • 中国工程院院士许健民回答记者提问

    中国网 张钰