首页>科技>动态
NOAA-20成功业务化堵数据“缺口”
美极轨气象卫星项目脱高风险名单
来源:中国气象报 日期:2019年05月16日15:43

  贾朋群 田晓阳

  在近日发布的最新报告中,美国审计署(GAO)将美国天气卫星项目从其列有大约35个高风险项目名单中删除。该高风险被描述为“天气卫星数据出现缺口”,于2013年被列入影响美国的高风险问题名单,并在上一次2017年名单更新(每两年一次)时被保留。

  事件

  美国极轨气象卫星换代过程中的数据“缺口”

  美国极轨气象卫星,进入21世纪第二个10年前后,按照上下午轨道各一颗卫星和备份卫星的业务部署,由DOD(美国国防部)和NOAA分别实施负责,并与国际伙伴合作的格局基本形成。然而,因为极轨卫星换代技术复杂,使得卫星换代研发无法按照计划实施,加上预算严重超支等问题,到2012年前后,极轨气象卫星出现断档期已经很明显。

  缺口可能出现,是联合极轨卫星系统(JPSS)衔接出现问题导致。最初预算达129亿美元的JPSS项目包括多颗卫星,其中以1995年去世的美国气象学家Verner Suomi命名的Suomi卫星,原本为概念性的卫星,于2011年升空并预计运行5年,到2016年结束。后续的JPSS-1卫星却无法在2016年前升空,这就带来了17个月左右的空白期。2013年2月14日,GAO将美国最重要的极轨气象卫星可能出现数据中断的情况纳入高风险目录也就顺理成章。GAO在文件中警告,气象卫星数据缺口最早可能在2014年出现,并可能延续长达53个月。这一数据缺口将影响联邦政府层面上的一系列决策。

  NOAA-20成功业务化是风险解除的基础

  促使GAO在2019年高风险问题名单更新中,将天气卫星数据缺口从名单中删除的主要依据,无疑是NOAA于2017年11月18日成功发射了JPSS-1(第一颗联合极轨卫星系统)卫星,并且经过6个月在轨测试和检验后,于2018年5月将JPSS-1卫星更名为NOAA-20,并实现业务化。

  NOAA-20卫星与自2014年以来作为美国主要的极轨气象卫星在轨服务的Suomi国家极轨伙伴卫星为同一个轨道。由于Suomi卫星超期服役,最终实现了与JPSS-1的交接。

  思考

  世界气象卫星格局导致气象卫星大国之间风险共担

  美国极轨卫星数据维持及其国际合作策略——

  极轨气象卫星向数值天气预报模式提供80%以上的初始值,其对预报能力的支撑作用是其他数据无法比拟的。实际上,美国极地轨道卫星布局,也是全球极轨气象卫星基础设施建设的一部分。

  2013年,当极轨卫星数据中断预计将在2016年出现,并至少持续一年时,NOAA开展了应对方案研究,设立“空白风险研究”项目,试图了解专家和公众如何看待这一问题,以及在卫星数据缺位时,如何保障预报能力不下降。

  NOAA发表了一份报告,指出最好的应对方案就是让中国提供帮助。报告指出,NOAA的“高招”解决方案是购买中国极轨卫星数据,以弥补美国数据的缺失。

  虽然NOAA报告中的建议因为美国国内有不同声音等原因最后不了了之,但在卫星观测方面,因为数据重要和研发投入大、周期长等,世界主要气象卫星大国在WMO的协调下,各国卫星定位合理布局,减少重复和互为备份,这也是气象事业发展一体化的必然。区域气象预报,尤其是中长期预报,都需要在全球模式平台上实现,而在全球模式中,各国卫星数据的协调、有序无疑是最高效和经济的地球观测方式。

  中美气象卫星合作风险与机会共存——

  随着中国风云气象卫星在极轨和静止两条轨道上的功能逐渐强大,业务运行状态稳定,数据可靠性和可用性等逐步提升,中国气象卫星数据的全球影响力已跻身世界前列,成为为各世界气象中心全球数值天气预报系统提供关键气象卫星遥感数据的主体。同样,中国作为世界气象中心之一,运行高水平的全球模式,也离不开全球卫星网数据的支持。从这个意义上讲,全球化在气象卫星数据获取和共享上体现得最为充分。

  在气象卫星数据全球化过程中,中国和美国可以承担更多的责任。双方的合作和协调能力,在很大程度上主宰着世界气象卫星数据的应用格局。国家卫星气象中心最新总结性材料表明,在中美合作40年里,气象卫星合作贯穿始终,是最具导向和成果最丰富的领域。按照这条线发展下去,中美两国的合作发展无疑有更多的机会。例如,在今后气象卫星换代研发阶段开展更多的合作研究,加强双方卫星数据在规范、标准和格式等方面的兼容和互通,增强双方相关业务的可操作性。然而,一些挑战也需要关注。例如,在美国气象卫星发展战略中,最近几年有向企业购买卫星数据的倾向,这一方面或许会改变未来NOAA气象卫星数据的属性,从而影响共享机制;近年来,美国政府多次“停摆”也对中国和世界“不降格”地共享美国气象卫星数据带来隐患,一些合作文件或技术路线中如何有效排除或减小这一“不可预测”的影响,也是需要考虑的问题。

  链接:JPSS系列卫星

  JPSS是由NASA负责开发,NOAA负责运行的美国下一代极轨环境卫星,用来接替被取消的NPOESS项目中民用卫星部分,在实际作用上接替POES卫星。当前揽入该项目旗下的有Suomi NPP、JPSS-1/NOAA-20(2017年)、JPSS-2(2021年)、JPSS-3(2026年)、JPSS-4(2031年)和太阳总辐射校准转换实验(TCTE,2013年搭载空军的STPSat-3卫星上天)。总项目设计运行至2038年。JPSS-2卫星从2018年开始制造,预算为4.6亿美元。NASA于2018年宣布JPSS后续项目的两颗卫星JPSS-3价值1.3亿美元,JPSS-4价值8700万美元。

  目前,JPSS-2卫星制造进展顺利,研发团队已开始准备后续两颗卫星的设计制造。JPSS-2卫星的总装和测试已从2018年夏季开始,预计的2021年发射时间不变。

(来源:《中国气象报》2019年5月16日三版  责任编辑:苏杰西)



图解 更多