4月16日，中國在酒泉衛星發射中心成功發射風云三號G星，這是風云氣象衛星家族中的第20顆衛星，主要用于災害性天氣系統強降水監測，提供全球中低緯度地區降水三維結構信息。作為中國首顆降水測量專用星，這顆衛星有哪些“獨門絕技”？將如何在軌工作？
搭載中國首套“空中雨量計”
(資料圖)
降水是全球水循環中的重要過程，降水量多少和降水的時空分布變化會極大地影響人們的生活。關于降水資料的獲取，傳統上主要通過雨量計、地基雷達等手段，但由于地面設備配置數量有限且分布不均，難以獲取大范圍高空間分辨率的地面降水信息。
風云三號G星搭載了中國首套“空中雨量計”——雙頻降水測量雷達，同時具備雷達觀測分辨率高和衛星觀測范圍廣的優勢。
這意味著，風云三號G星具備自上而下獲取三維結構信息的能力，就如同對大氣降水進行“CT掃描”，以獲得精細的降水立體結構信息。
具體而言，衛星通過向大氣發射無線電磁波信號，接收大氣中不同高度層的降水粒子反射信號，獲取垂直方向不同高度層的降水結構信息，實現對垂直方向的降水探測。同時，衛星利用雷達跨軌方向的掃描能力，實現對水平方向的降水探測。
首秀升級版氣象“千里眼”
為了進一步提升對臺風、暴雨等災害性降水的高精度觀測，除了雙頻降水測量雷達外，衛星還搭載了一臺全新升級的儀器——微波成像儀。
微波成像儀通過探測不同頻率譜段下物體對外輻射信號強度差異來獲取大氣、陸地、海洋表面等觀測對象的信息，再轉變為海面風速、海冰分布、地表溫度、大氣降水、土壤濕度等與人們生活息息相關的物理參數，最后形成多維圖像。
作為氣象領域的“千里眼”，升級后的微波成像儀可以接收地球大氣10GHz到183GHz的微波輻射能量，獲取臺風內部溫濕結構、臺風強度、臺風影響區雨強等關鍵信息，預測臺風未來發展情況，對臺風暴雨“精準把脈”。
采用特別的低傾角軌道
風云三號G星的運行軌道高度為407千米，是風云氣象衛星家族史上“飛得最低”的成員。目前，低軌衛星大多采用太陽同步軌道，軌道傾角略大于90度，風云三號G星則采用傾角為50度的低傾角軌道，是中國首顆低軌非太陽同步傾斜軌道氣象專用星。
為何不采用太陽同步軌道？專家指出，太陽同步軌道上的衛星每圈都會經過地球的南北極，對極區觀測效率較高，但對中低緯度地區觀測效率偏低。而風云三號G星主要用于觀測大氣降水現象，根據全球降水分布，其運動范圍需集中在中低緯度之間。采用低傾角軌道可以更好地覆蓋中國臺風降水密集區域，提高觀測頻次和預報精度。
運行于低傾角軌道也使風云三號G星面臨不斷變化的光照條件，太陽會定期出現在軌道面的兩側，在一段時間內，太陽照射衛星的左側面，過一段時間，太陽又會照射衛星的右側面。為了維持穩定的熱環境，衛星可在3分鐘內完成“自動掉頭”，實現正飛和倒飛的靈活切換，使衛星始終以同一側面面向太陽。
在未來的業務運行中，風云三號G星將發揮這些“獨門絕技”，與風云三號“黎明星”“上午星”“下午星”功能互補、相互配合，組網形成完整的低軌氣象衛星業務綜合觀測能力，將預報精度提高3%左右，預報時效延長24小時左右，氣象災害監測時效提高近1倍，為臺風、暴雨、暴雪等災害性降水提供高精度觀測資料。(完)
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