6月3日，风云气象卫星大家族喜添新将——风云四号B星。这是风云四号静止气象卫星系列的第二颗卫星，是目前在轨运行的风云四号A星的“小兄弟”。风云四号A星是科学试验型卫星，因其性能稳定已成为我国静止气象卫星的主力军。风云四号B星在A星的基础上增加了快速成像仪、进行了系统升级优化，是我国第二代静止气象卫星的首颗业务星。

　　风云四号B星携带了哪些尖端利器，A、B星强强联合后将给我们带来哪些“惊喜”？本版特别策划，带您一起了解。

　　专家顾问：

　　风云气象卫星工程副总设计师  张志清

　　风云四号光学星地面系统副总设计师  杨磊

　　中国气象报记者 简菊芳 叶奕宏 李慧 王若嘉 王亮

强强联合 共探万里风云

　　6月3日，风云四号B星发射成功，风云四号A星终于盼来了可以并肩作战的“好兄弟”。

　　早在2016年，“哥哥”A星因“当今最先进气象卫星”成为太空中最亮的星。作为一颗定位为科学试验型卫星，A星不仅完成了新技术体制、新系统、新算法、新应用验证等一系列光荣而伟大的使命，更为可贵的是，2018年5月1日被正式投入业务使用。这是风云气象卫星发展史上非常了不起的重大突破，短短一年半的时间，科研试验卫星实现业务化应用，并取得了巨大效益。

　　气象卫星观测系统包括卫星本体和地面应用系统。在技术体制上，B星传承了A星的众多“法宝”，并有所突破和精进。同时，“兄弟”二星同在3万多公里的高空俯视风云变幻，不仅将在国内各领域得以广泛应用，还将在国际上同样赢得好口碑。

　　与A星设计寿命7年、工作考核寿命5年的试验星不同，B星的设计和工作寿命均为7年，且计划之初就是要将其当业务星使用的。B星这个“弟弟”要不负众望地在太空中“服役”7年，这可能是太空中最亮的“打工星”了。作为业务卫星，对B星的各项性能、指标要求更高。

　　在传承A星三轴稳定、多种载荷等先进技术基础上，B星先进的静止轨道辐射成像仪、静止轨道干涉式红外探测仪、空间天气监测仪等均有进一步改进；为了充分发挥卫星应用效益和探索未来发展，B星还优化了载荷配置方案，增加了一台非常厉害的快速成像仪，将更加发挥静止轨道卫星的组合优势。

　　观测更全面——

　　卫星在设计之初的技术状态和载荷配置方案的优化设计十分重要。以B星为例，在确保稳定可靠的前提下，就是要使用最先进的技术和装备抢占“高地”。因为现代的卫星工作寿命长，卫星的技术状态决定这一阶段的观测水平，一旦上天，没有技术手段“回炉重造”。

　　水汽主要分布在低层大气，且在天气变化中扮演重要角色。此次B星搭载的先进的静止轨道辐射成像仪增加了一个7.24微米至7.6微米低层水汽通道。这对B星来说，相当于在源头加装了一个高科技“探头”；而对预报员来说，低层水汽的快速变化对局地突发性对流系统的发生发展具有重要的指示意义，将是预报预警的得力助手。

　　分辨率更高——

　　B星上携带了一台超牛的快速成像仪。仪器已将最高分辨率提高到250米，相对于全球先进的成像仪空间分辨率500米而言提高了4倍，实属世界第一。这意味着B星可以更加细微地观测天气系统，并在捕捉像龙卷等小尺度天气系统上具有一定的探索手段。

　　此外，它在1分钟内可以对2000千米×2000千米区域进行1次成像，而且可以根据需要，观测的区域位置、起止时间灵活可变。把它当成预报员在太空中的“眼睛”，可以实现想看哪里就看哪里！如果把B星快速成像仪的控制“按钮”交到预报员手中，预报员便可根据天气监测和预报的需求来驱动观测。这将带来气象业务模式的巨大改变，从传统的“给预报员资料”转变为“预报员按需获取资料”。

　　更高分辨率还体现在B星的静止轨道干涉式红外探测仪，它的空间分辨率从16公里提高到12公里。这就意味着，探测的格点更细，获得的晴空大气温湿度廓线的数据更丰富。

　　视野更宽广—— 

　　离地球遥远的静止卫星，征途既是锦绣河山也是星辰大海。B星在观测地球的同时，还“监视”太阳的活动。设计者们给它准备了一个“百宝袋”，即空间环境监测仪器包。除了配备A星的高能粒子探测器和中能电子探测器，还装上了中能和低能粒子探测器、灵敏度更高的磁场探头以及能实现三个方向各5种屏蔽厚度探测的辐照剂量仪……这些“神器”，将为空间天气预报预警提供更多可靠信息。

　　此外，B星发射后将定点于东经123.5度，与105度的A星相比，把观测范围在经度上向东扩展，覆盖更多的太平洋区域。对台风预报员而言，西太平洋和南海海域的台风位置、强度和路径等预判有了更佳的视角。

　　未来，在B星投入业务后，还将与A星形成组网优势。在重点区域、重要天气过程监测上强强联合，观测分辨率更高、频次更多、范围更广，内容更丰富。

护佑天下苍生 有“硬鳞”

　　披挂最新式铠甲，风云四号B星从四川大凉山峡谷腹地“一飞冲天”，令风云家族气象卫星装备再升级、技能复革新。这是风云四号B星第一次亮相江湖，不过，师从名家、精于技艺，自然是青出于蓝而胜于蓝。

　　眼下，极端天气气候事件多发、频发，全球气候变化及其造成的危害愈发严重。细品风云四号B星身上的这些“最硬的鳞”——先进的静止轨道辐射成像仪、静止轨道干涉式红外探测仪、快速成像仪、空间天气监测仪器等，能够提高精细化观测水平，提供更精确的高光谱大气辐射和温湿度廓线产品等，这些无疑将巩固防灾减灾工作。

　　尤其是风云四号B星新增的快速成像仪，将对台风、暴雨和中尺度灾害性天气的连续、灵活、高分辨观测能力进一步提升，并将实时动态监测洪涝、高温、寒潮、干旱、积雪、植被、沙尘暴…… “神器”在手，即使身处地球赤道上空约3.6万公里，风云四号B星仍将更快、更广、更精准探测风云，护佑你我。

　　伴随风云四号A、B星双星联手，两兄弟将昼夜不停、凭借优越的性能明察秋毫——成为成像快速、观测分辨率更高、观测频次更密、快速响应的A、B联合体。两兄弟的超广视野，可以实现对重点区域、重要天气监测强强配合。除了监测多变的天气，突发事件救援、河湖遥感评估、森林草原山火扑救等防灾减灾应用效益愈加显现。

　　此外，在遥远的太空，风云四号A、B星将携手捕获高、中、低粒子，获取空间天气监测数据，用于空间天气预报，为卫星安全、通信、导航及空间活动提供保障。作为天气和灾害预报最重要的数据源，风云四号“防灾前哨”职责可能会更多更广。

看需求快响应 添“本领”

　　“天下武功唯快不破”，风云四号B星本次携带的独门秘器——快速成像仪，让风云家族在区域观测领域的“快”字诀武功再辟新境。

　　它有多快？可对2000公里×2000公里的区域进行每分钟一次的高频观测，小区域的成像时间更短，且空间分辨率达到了静止轨道气象卫星的全球最高——250米。“速度快、分辨率高、响应灵活，这是一个面向未来应用的载荷！”张志清表示，以前气象卫星提供什么产品，预报员就用什么产品，在风云四号B星投入使用后，这一切将会改变。

　　通过B星携带的快速成像仪，区域气象卫星监测产品可以快得像流水线一样生产。这意味着，卫星产品的制作能够以分钟为单位，快速响应气象预报员不断变化的观测需求，做到预报员想看哪个区域，就能快速提供该区域的观测产品，真正实现“想看哪里看哪里”。“希望它可以变成预报员的‘眼睛’。”张志清说，由需求驱动的智能观测，将带领气象卫星业务从提供数据产品，向快速响应预报服务需求转变。

　　风云家族作为一个整体，始终拥有“1+1＞2”的体系优势和应用效益。风云四号A星携带的闪电成像仪，每秒钟抓拍500张闪电图；B星携带的静止轨道干涉式红外探测仪，将空间分辨率提升至12公里，以及全球最高分辨率的快速成像仪等载荷的综合应用，将大气中温度湿度的微妙变化、不稳定指数尽收眼底，不错过任何中小尺度天气。

　　纵观风云家族的综合观测“大业”，风云四号B星的加入，让家族的观测网更加细、密、实、快，瞄准监测精密、预报精准、服务精细的目标，为数值预报模式提供更高频次、更高分辨率、更低延时的三维气象卫星观测数据。这将有力支撑气象预报服务业务，帮助预报员更灵活地观察台风、暴雨等中尺度灾害性天气的结构及其演变的精细化动态，也让短时强降水、飑线、雷暴等小尺度、生命史短、破坏性大的强对流天气更容易被识别、捕捉。　　

获取生态数据 挖“富矿”

　　生物多样性锐减、冰冻圈消失、生态系统退化……在广阔的高空，风云家族24小时不间断监测，积年累月的观察，将地球系统各类细微变化的动态信息尽入囊中。

　　打开“锦囊”，风云家族静止卫星“干将”们获取的长时间序列资料宛如一个“富矿”，通过数据挖掘和大量的对比统计分析，生态系统变化的规律逐渐浮出水面，环境治理的“良方”一一问世。

　　风云气象卫星的观测数据，可以用来反演出土壤湿度、植被指数、地表温度、地表蒸散等一系列卫星遥感产品。综合利用卫星遥感和地面观测的数据产品，能及时发现旱情，服务农业部门科学抗旱。不仅如此，遥感获取的地面植被长势信息，还可以对大范围作物进行估算，评估小麦、水稻等农作物的种植面积和产量，还能监测退牧还草、退耕还林等政策的实施情况。

　　此外，我国自20世纪80年代就开始利用气象卫星监测森林火灾，这项工作已经非常成熟。气象卫星不但能及时发现、监测林火，还能对整个森林生态系统开展监测评估，为生态文明建设提供数据和技术支持。

　　在寒冷的冬季或遥远的北方，气象卫星能准确地“圈出”积雪分布，预测其对农牧生产、交通运输可能造成的影响。此外，地球辐射、冰雪覆盖、海面温度、气溶胶和臭氧等监测数据，能为短期气候预测、气候变化预估提供服务。而挖掘更多的卫星综合观测信息，还能对次年的河流径流，干旱、洪涝、沙尘等天气趋势进行预测，指导生产。

　　随着风云四号B星的业务化应用，更高时空分辨率的卫星观测数据和产品，将与地面观测、预报预测等多源数据一起“冶炼”；在大气环境的空气质量、沙尘监测，水生态环境的湖泊藻类、海洋藻类、洪涝水体监测，陆地生态环境的植被、干旱、城市热环境、生物质燃烧监测，重点流域生态环境监测等领域，它能助力研发更多定量“宝物”，为生态环境治理提供“良方”。

全球服务版图 再“扩大”

　　从澳大利亚山火到伊朗南部洪涝，从巴基斯坦沙漠蝗灾到孟加拉湾气旋风暴……作为全球综合地球观测系统重要成员，风云家族早已肩负国际重任，被世界气象组织纳入全球业务应用气象卫星序列，成为空间与重大灾害国际宪章机制的值班卫星。

　　即将“入职”的风云四号B星，将续接家族使命，与风云四号A星携手“打拼”，拓展风云家族全球服务的“版图”。

　　众所周知，风云家族静止轨道气象卫星以高频次观测地球表面1/3的固定区域见长，其星下点定点位置，决定了它目之所及的观测范围。

　　遥望星空，风云四号A星定点于东经104.7度，而B星则将定点于东经123.5度赤道上空。当双星合璧、强强联手，观测范围将西达印度洋，东逾太平洋国际日界线，不仅完全覆盖我国国土面积，且涵盖西北太平洋、大洋洲等更广阔区域。

　　“风云四号B星定点位置向东偏移后，观测范围扩至日界线以东，大大弥补了之前卫星在西北太平洋东侧观测范围不足的缺点，能够全面覆盖我国责任海域，为全球台风监测，特别为‘一带一路’气象服务提供有力的支撑。”中国气象局台风与海洋气象中心副主任钱奇峰表示。

　　经过50多年的发展，在全球气象服务中，风云家族静止和极轨“两派”地球的“守护神”同时发挥着不同的作用：

　　风云二号和风云四号组成“多星在轨、统筹运行、互为备份、适时加密”的静止气象卫星观测格局，依靠高时效、高频次的数据产品，以及机动的区域扫描观测能力，可为覆盖区域的用户提供实时的天气监测信息，能源源不断地向“一带一路”沿线国家提供气象监测、灾害预警、交通运输等连续稳定的保障服务。而风云三号极轨气象卫星打造了“上、下午星业务组网观测”模式，利用其较高的分辨率、较宽的观测幅宽、微波探测能力，以及观测区域覆盖全球的能力，为国际社会提供生态环境、洪涝等应急减灾服务。

　　“两派”携手，风云家族的体系优势在气象卫星国际应用服务效益方面更显所长。2018年4月，中国气象局发布 “风云气象卫星国际用户防灾减灾应急保障机制（FY_ESM)”，为注册用户提供数据、产品以及监测服务。如今，使用风云家族观测数据的国家和地区数量已增至118个，其中包括83个“一带一路”国家，风云卫星的全球应用服务潜力正逐步释放。

　　（戎志国、咸迪、亓永刚、闫小娟对本版有贡献）

　　（来源：《中国气象报》2021年6月3日4版 责任编辑：栾菲）