風云氣象衛星及其應用

風云氣象衛星及其應用

一、氣象系列衛星概況

截至2016年3月31日，我國共發射風云氣象衛星14顆，其中6顆衛星已失效，8顆衛星在軌運行。

失效衛星：風云一號A/B/C星（FY-1A/B/C）和風云二號A/B/C星（FY-2A/B/C）。

在軌衛星：風云一號D星（FY-1D）、風云二號D/E/F/G星（FY-2D/E/F/G）和風云三號A/B/C星（FY-3A/ B/C）。

觀測能力：風云三號極軌氣象衛星實現我國極軌氣象衛星上午星和下午星的組網觀測，每顆衛星每天可獲取2次全球觀測數據。風云二號靜止氣象衛星E、G星組網觀測，常規觀測模式下，每顆星每天對地觀測28次，加密觀測模式下，每顆星每天對地觀測48次，衛星云圖獲取頻次可達15分鐘1次。風云二號F星常規觀測模式與風云二號E、G星相同，加密觀測模式下，可進行最高頻次為6分鐘1次的區域云圖觀測。風云二號D星目前在軌備份狀態，觀測能力與E星相同。

運管單位：國家衛星氣象中心。

衛星運行情況詳見表1。

表1 風云氣象衛星情況一覽表

二、數據獲取與分發

風云三號極軌氣象衛星實現了上、下午星組網觀測，每6小時可以獲取一張全球拼圖。風云二號C、D、E衛星的成功發射及投入業務運行，實現了我國靜止氣象衛星業務從試驗應用型到業務服務型的轉變。目前，風云二號E、F、G星在軌運行，D星在軌備份，實現了“多星在軌、統籌運行、互為備份、適時加密”的業務格局。風云二號E、G星常規觀測模式下，每顆星每天進行28張全圓盤云圖觀測；加密觀測模式下，每顆星每天進行28張全圓盤和20張半圓盤云圖觀測。風云二號F星常規觀測模式與風云二號E、G星相同，加密觀測模式下，可進行最高頻次為6分鐘1次的區域云圖觀測。

風云衛星地面應用系統每天實時接收、處理和分發6顆風云系列業務衛星數據和產品，主要數據和產品通過中國氣象局衛星數據廣播系統（CMACast）向全國各省、市、縣氣象局以及水利、林業、農業、高校、研究院所等2500多個業務單位或研究機構實時播發，包括風云衛星16種圖像產品、46種定量產品數據和20余種火情、水情、大霧等監測分析產品。同時，每天通過專線、網絡共享和人工服務等多種方式為國內外用戶提供數據服務。每天實時分發的數據約為2.8萬個，數據量達520GB。

截至2016年3月31日，風云衛星遙感數據服務網總注冊用戶達到33688個，2016年第1季度提供風云衛星數據25.41TB。

同時，孟加拉共和國、印度尼西亞、巴基斯坦、斯里蘭卡、馬爾代夫、馬來西亞、尼泊爾、老撾、越南、緬甸、泰國、伊朗、蒙古、菲律賓、朝鮮、烏茲別克斯坦、塔吉克斯坦、吉爾吉斯斯坦等18個國家通過中國政府援助和雙邊合作等途徑安裝了CMACast接收系統，實時接收通過CMACast廣播的風云系列衛星數據。

三、應用案例

1.風云氣象衛星全球熱帶氣旋監測

（1）系統功能

風云三號極軌氣象衛星具有實時全球監測能力，是監測洋面上熱帶氣旋活動的有效手段。利用氣象衛星資料可分析熱帶氣旋云系結構，提取臺風位置、移動路徑和強度信息。

圖1 FY-3B極軌氣象衛星熱帶氣旋監測圖像（2016-02-13 11:40）

（2）典型應用

2016年2月10日夜間在澳大利亞附近海域生成的熱帶氣旋“溫斯頓”（WINSTON）路徑曲折，生命史長，強度達到南半球有記錄以來的最強臺風。利用風云三號衛星監測了其生成、發展至消亡的整個過程。

熱帶氣旋“溫斯頓”于2016年2月10日夜間在澳大利亞維拉港東偏北方向附近約350km海域生成，生成后向偏南方向移動，強度在24小時后迅速增強，相當于我國的強臺風等級。FY-3B極軌氣象衛星監測顯示（見圖1），其中心密閉云區密實，螺旋結構對稱，臺風眼較為清晰。隨后開始快速減弱，最弱減弱為熱帶風暴等級，16日以后，強度再次加強達到超強臺風等級，隨后又再次減弱，強度表現為明顯的雙峰結構。其移動路徑也表現得異常復雜。

FY-3B極軌氣象衛星監測顯示（見圖2）：16日以后，“溫斯頓”的中心眼區或模糊可見或清晰可見，一直維持相對較強的強度。22日以后“溫斯頓”強度持續減弱，24日減弱為相當于我國的強熱帶風暴強度，位于瓦努阿圖（Vanuatu）維拉港（Vila）東南方約860km的洋面上，向南偏西轉西南方向移動。26～27日，由偏西方向轉為西北方向，于28日凌晨在澳大利亞東部洋面減弱停編。從FY-3B極軌衛星監測圖像中可以看出：“溫斯頓”在周前期維持較清晰的眼區，之后眼區逐漸填塞，同時其結構也逐漸趨于非對稱，主體云系面積逐漸縮小，最終減弱消亡（見圖3）。

圖2 FY-3B極軌氣象衛星熱帶氣旋監測圖像（2016-02-17 10:40）

圖3 FY-3B極軌氣象衛星熱帶氣旋監測圖像（2016-02-27 11:30）

圖4 FY-3C/VIRR華北、黃淮、江淮等地積雪監測合成圖（2016-01-23 10:05）

2.風云氣象衛星積雪覆蓋監測

（1）系統功能

利用風云三號極軌氣象衛星可見光、近紅外、短波紅外等多通道的光譜特性可以有效區分云雪覆蓋。

（2）典型應用

受強冷空氣影響，2016年1月19日以來華北、黃淮、江淮等地陸續出現大范圍雨雪冰凍天氣過程，1月23日10∶05的風云三號氣象衛星監測顯示：華北、黃淮、江淮等地有較大范圍積雪覆蓋（見圖4）。

3.風云氣象衛星沙塵監測

（1）系統功能

利用極軌氣象衛星和靜止氣象衛星多通道的不同光譜特性可以識別沙塵信息，動態監測沙塵移動路徑和分布范圍變化。

（2）典型應用

2016年2月18日，受鋒面云系后部冷空氣活動影響，南疆盆地、內蒙古西部、甘肅、寧夏、青海出現沙塵天氣。2月18日15∶45 FY-3B氣象衛星監測顯示：沙塵主要出現在南疆盆地中西部和東部局地、甘肅西部和中部、寧夏、內蒙古西部、青海東北部，部分地區上空有云系覆蓋（見圖5、圖6）。經估算，衛星可視的沙塵影響面積約為49.2萬平方千米。受沙塵天氣影響，上述地區空氣質量、能見度下降。

圖5 FY-3B氣象衛星沙塵監測圖像（2016-02-18 15:45）

圖6 FY-3B氣象衛星沙塵監測圖像（2016-02-18 15:45）

國家衛星氣象中心 供稿