
風云氣象衛星的數據如何傳輸到地面?這些衛星數據又是如何應用到天氣預報?未來還有哪些值得期待的衛星應用產品?本期《科學家》雜志邀請到中國氣象局遙感應用服務中心主任唐世浩研究員帶你認識風云氣象衛星的應用服務。
氣象衛星數據如何接收和應用
氣象衛星它有個特點,就是需要高頻次的綜合觀測。你比如說我收到一幅圖像,如果說我這個災害都過去了,我拿到這個圖像的作用就很小了。所以風云衛星對于整個數據傳輸分發都有特別高的要求,所以這方面能力也是特別強的。
衛星上的信號要傳到地面,這對于靜止衛星來說好辦。因為它相對地球靜止,地面接收天線可以始終對準衛星,觀測數據能夠準實時的傳回來。
但對于極地軌道衛星來說,由于繞地球兩極運行,必須經過地面接收站上空才能傳回數據。這樣的話,你想要提高傳輸時效,就不能等衛星飛到中國上空,之后才接收信號,因為它轉一圈就將近兩小時。因此,我們在全球建立了多個接收站。其中,國內有五個接收站,在南北極也有接收站。這樣,衛星觀測資料就可以很快的傳回來。
接收的數據處理完之后,就是分發,讓用戶能盡快拿到這些數據。對此,我們建立了天地一體化的數據分發服務系統。
一方面是衛星直接分發,就是衛星在觀測到數據之后,如果地面有接收站,就可以直接把數據傳過去。另一方面是通過通訊衛星轉發,就是衛星接收數據之后,再轉發到通訊衛星,由通訊衛星再轉發出去,用天線接收通訊衛星的信號就可以拿到數據了。還有就是通過地面網絡分發。總之,就是通過多種手段保證用戶能夠快速可靠的拿到數據
氣象衛星在天氣預報中的應用
氣象衛星在天氣預報應用主要有幾個方面,一個就是衛星本身可以對天氣系統進行直接的監測,比如有臺風暴雨的時候,我們就可以用衛星直接觀測,得到比如說這個臺風的路徑,臺風的強度,臺風的降水等等這些方面的信息。對于這個強對流、暴雨等極端天氣,我們也可以通過衛星直接監測它的降水的區域范圍。
另外就是衛星也可以提供很多的定量產品,比如說云的一些特性,包括云頂溫度,云頂高度,包括一些云可能帶來的降水等等,這些產品在天氣分析也可以發揮比較重要的作用。
還有一個非常重要的作用就是將衛星數據用于數值天氣預報。數值天氣預報水平的提高,很大程度上要歸功于衛星資料的應用,特別是在海上,它基本上沒有其他的地基觀測資料,主要的就是依靠衛星。隨著衛星數量增加和衛星探測能力的增強,數值天氣預報整體的精度越來越高。
更加智能化的未來應用
未來,我國還將發射多顆風云衛星,通過多顆衛星的組網觀測,風云氣象衛星的探測能力會進一步增強,服務時效和精細化成程度進一步提高。
未來我們的風云衛星將具有更強的全天候的監測服務能力,不管在什么天氣條件下,都有監測服務能力;還有就是在準確預報的同時提高服務時效;還有全球服務,全球化趨勢下,我國的“一帶一路”倡議,以及其他的全球化應用,需要我們提供更好的氣象保障服務。
在應用方面,最值得期待的就是智慧化的風云衛星服務。我們現在提供的應用產品主要還是直接監測產品,未來是衛星資料跟其他多元資料結合之后,可以給用戶提供一個更廣泛,更智能化的服務。你比如說開車,你開車到哪,我這個服務就可以跟到哪,你就可以實時了解你前面的天氣是什么樣的。你要出去旅游,我可以給你推薦線路,提醒你要做哪些準備?要不要帶傘、戴太陽鏡、戴帽子,包括穿什么衣服等等更加貼心、更加智能的服務。