文|創(chuàng)瞰巴黎

導(dǎo)讀

2022年至2030年間，歐洲將陸續(xù)發(fā)射6顆衛(wèi)星，目的是為了使得天氣預(yù)測(cè)更加快捷準(zhǔn)確。新的衛(wèi)星有利于我們更好地了解未來(lái)極端天氣事件，并及時(shí)發(fā)出預(yù)警。那么，與上一代氣象衛(wèi)星相比，新一代氣象衛(wèi)星具有哪些優(yōu)勢(shì)呢？

一覽：

• 2030年歐洲將發(fā)射第三代氣象衛(wèi)星，這將使得天氣預(yù)測(cè)更加精準(zhǔn)。
• 新一代衛(wèi)星成像精準(zhǔn)度與穩(wěn)定性將提升一倍，數(shù)據(jù)每10分鐘更新一次。
• 氣候變化使得極端天氣更加頻發(fā)，第三代氣象衛(wèi)星能更好地預(yù)測(cè)極端天氣。
• 與第二代氣象衛(wèi)星相比，第三代氣象衛(wèi)星的數(shù)據(jù)量將擴(kuò)大100倍。
• 第三代氣象衛(wèi)星能產(chǎn)出復(fù)合圖像，合成多個(gè)衛(wèi)星頻道的數(shù)據(jù)。

2022到2030年期間，歐洲即將發(fā)射四顆成像衛(wèi)星和兩顆探測(cè)衛(wèi)星，用于更快速、有效地預(yù)測(cè)極端天氣。此類(lèi)新型第三代氣象衛(wèi)星將逐步取代正在使用的第二代氣象衛(wèi)星。六顆衛(wèi)星中，第一顆成像衛(wèi)星將于2022年底發(fā)射，2023年投入使用，其余五顆將按照先成像、后探測(cè)的順序發(fā)射。

新一代衛(wèi)星傳送到地面圖像將比上一代的精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性提升一倍。刷新間隔從每15分鐘一次縮短到了10分鐘——幾乎實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)刷新。新一代衛(wèi)星還會(huì)搭載歐洲首臺(tái)雷電探測(cè)裝置（閃電成像儀）?，F(xiàn)有的氣象系統(tǒng)只能從地面探測(cè)雷電，無(wú)法識(shí)別云層之間和即將擊中地面的閃電。新的探測(cè)裝置將比現(xiàn)有的探測(cè)系統(tǒng)更加精準(zhǔn)，還能辨別出嚴(yán)重雷雨等極端天氣的雛形。

“目的是做出最好的預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)出預(yù)警，以便我們保護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。”

全球變暖可能導(dǎo)致未來(lái)極端天氣事件更為頻繁，而新的衛(wèi)星有利于我們更好地了解此類(lèi)現(xiàn)象，并及時(shí)發(fā)出預(yù)警。

01 數(shù)據(jù)量擴(kuò)大百倍

第三代衛(wèi)星獲取的數(shù)據(jù)量是第二代的100倍，這些數(shù)據(jù)將用于歐洲氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)維護(hù)機(jī)構(gòu)（歐洲氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行組織）的新模型中。在法國(guó)，負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)是布列塔尼大區(qū)拉尼永的太空氣象中心。氣象中心定址于拉尼永，是因?yàn)榇颂幗邮招Ч^好，不像圖盧茲（法國(guó)氣象局控制中心所在地）這樣的大城市有其他衛(wèi)星地面站的干擾。

圖片來(lái)源：PI France

第二代氣象衛(wèi)星輻射成像儀的工作波段為可見(jiàn)光和紅外線，用12個(gè)不同的頻道觀測(cè)地球，高分辨的可見(jiàn)光頻道分辨率為1千米，其他頻道為3千米。與第二代氣象衛(wèi)星相比，第三代氣象衛(wèi)星頻道更多，掃描頻次更高，因此精度更高。衛(wèi)星獲取的這些信息可以輔助每日的氣象分析工作，尤其是出現(xiàn)高風(fēng)險(xiǎn)極端天氣時(shí)。

第三代衛(wèi)星發(fā)射后還要經(jīng)歷測(cè)試階段，隨后進(jìn)入初步使用階段，供預(yù)報(bào)員學(xué)習(xí)使用各類(lèi)新儀器。新衛(wèi)星有幾個(gè)成像素質(zhì)和探測(cè)效果極佳的頻道，在可見(jiàn)光波段的分辨率能達(dá)到500米，以期實(shí)現(xiàn)最精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)出預(yù)警，保護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

02 多波段合成圖像

第三代氣象衛(wèi)星將產(chǎn)出復(fù)合黑白圖像，與目前使用的第二代氣象衛(wèi)星一樣，可通過(guò)“整合”各頻道數(shù)據(jù)，生成多波段合成圖像。

衛(wèi)星分兩種，第一種是地球靜止衛(wèi)星，總是處于同一地點(diǎn)的上方，高度超過(guò)3萬(wàn)公里，其軌道周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同。另一種是非靜止衛(wèi)星，使用不同波段，高度較低，僅800公里，能夠獲取到精度更高的圖像，尤其是在有低云和霧時(shí)。

使用多個(gè)衛(wèi)星頻道獲取大氣初始狀態(tài)數(shù)據(jù)，便可將觀測(cè)結(jié)果與預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。精準(zhǔn)預(yù)測(cè)不僅需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還需要過(guò)去幾天內(nèi)、大西洋離岸較遠(yuǎn)處的大氣數(shù)據(jù)，才能觀察到云層的變化并精準(zhǔn)建模。

“第三代氣象衛(wèi)星可通過(guò)“整合”各頻道數(shù)據(jù)，生成多波段合成圖像。”

最終獲取的圖像是黑白的，圖像越白代表云層反射陽(yáng)光越強(qiáng)、厚度越厚。體積較小的云呈灰色甚至偏黑，通常為反射陽(yáng)光較弱的積雨云。

在夜間衛(wèi)星則會(huì)使用紅外頻道，探測(cè)最近云層的溫度。云層高度越高，溫度越低，顏色越淺。所以高云在紅外線成像中呈白色。多個(gè)圖像形成的動(dòng)畫(huà)可用于短期預(yù)測(cè)。但每年都有一些時(shí)間點(diǎn)的分析難度更高。比如秋天時(shí)的低云氣溫可能與地面氣溫相同，故無(wú)法通過(guò)成像來(lái)區(qū)分。