本
文
摘
要
地球上的气象变化关乎着每一个人的生活,尤其是从事农业、工业或商业的人们。例如一场洪水过后,大片农田淹没,庄稼长时间浸泡在水里可能导致农民当年颗粒无收。在比如工业发达的沿海地区,一场特大台风过境,可能让工业厂房毁于一旦。
所以,了解并掌握地球气象的变化就极为重要了,而气象卫星的研究发展是了解地球气象变化的前提。在几个拥有卫星发射能力的大国中,中美卫星的发展状况又如何呢?
首先,我们先了解一下极轨气象卫星与静止气象卫星吧!
在万有引力作用下,卫星在天空中是绕着地球做圆周运动的,如果卫星的轨道平面与地球赤道平面的夹角呈近似90°的话,那么这样的卫星称之为极轨卫星;如果卫星的运行轨道与地球赤道平面重合,并且卫星的运行方向与地球的自转方向相同,且二者的角速度相等,卫星相对于地球赤道静止在某一经度上空,这样的轨道卫星称作地球静止气象卫星。
下面来了解下中美两国极轨卫星的发展历程吧!
美国从1960年4月1号发射第一颗极轨气象卫星“泰罗斯-1”后,从此开创了人类从太空观测地球大气的新纪元。在之后的五年时间里,美国一口气发射了十颗泰罗斯系列卫星,这些气象卫星的上空,不仅能够观察到地球的大气,还为美国日后研发卫星提供了真实可行的试验数据。
例如天空中卫星自旋稳定的姿态控制改进,遥感探测器的研发,图像传输方式的选择等等。因此,这5年间的泰罗斯系列卫星又被称作试验性气象卫星。
美国极轨气象卫星发展的第二阶段是从1966年到1969年,这四年间,美国共发射了9颗以环境环境勘测局命名的泰罗斯气象卫星。这一代卫星的主要功能是获取全球范围内白天云图和直接分发大气服务。
美国极轨卫星的第三阶段是从1970年到1978年,这9年间,美国共发射了5颗极轨卫星,这5颗卫星是美国第一次采用三轴稳定姿态控制技术的卫星。这些卫星不仅携带了可见光红外辐射计,还采用了甚高分辨率扫描辐射计和多通道高分辨率扫描辐射计,从而实现了对地球大气的昼夜连续的定量观测。
美国极轨卫星的第四阶段是从1978年到1998年,这10年间,美国共发射了全新一代泰罗斯卫星十颗,相比之前的卫星,其甚高分辨率扫描通道已经增加到了5个,还增加了高分辨率红外探测器,微波探测器和对大气平流层探测器。
这些先进的探测器集中在一颗卫星上,有利于了解地球大气温度、湿度的垂直分布,为天气预报的准确性提供的基础条件。
美国极轨卫星的第五阶段是从1998年到2009年,在这期间发射了五颗先进的极轨卫星,这五颗卫星能克服云层的影响,可实现全天候的三维大气遥感探测,并能很好的区分哪是云哪是雪了。
未来二、三十年的时间内,美国发射的极轨气象卫星主要装载五种先进仪器,即可见光/红外呈像辐射计,先进的微波探测器,跨轨扫描红外大气探测器,臭氧图像和轮廓仪以及云与地球能量辐射系统。
卫星上一旦装上了这五种仪器,使得它具有获取多通道图像,全天候气象要素三维分布,气溶胶和云的微物理特性,大气成分和地球大气辐射收支等物理参数的能力。
美国气象卫星的发展推动了全球气象卫星的发展,那么,现在来看看我国的极轨卫星气象发展历程吧!
我国极轨气象卫星的发展是从改革开放后十年才慢慢建立起来的,1988年我国的第一颗极轨气象卫星风云一号升空,它所携带的可见光摄像仪能获得高质量的大气图像。但因三轴稳定姿控的技术问题,使它们的寿面远远低于预期的设计寿命。
紧接着1999年5月10号我国发射了改进型的FY-1C卫星,同年的5月15号又发射了FY-1D极轨气象卫星。这两颗卫星的升空,标志着我国具有卫星精准入轨的能力,熟练掌握了卫星三轴稳定姿态控制技术,对今后的我国卫星发展提供了可行性的数据分析与样本调研。
十年之后,我国在2008年又发射了风云三号气象卫星,它具有探测大气三维要素和参数,大幅度提高了全球大气资料的获取能力,进一步提高了云区和地表特征的遥感能力,其技术状态与水平可以和美国正在发张你的NPP极轨气象卫星相媲美了。
虽然我国的卫星事业起步晚,但所取得的成绩是举世瞩目的,这一点,值得所有的国人为之自豪。