中国骄傲——“风云”气象卫星

“风云一号”卫星。

“风云二号”卫星。

“风云四号”卫星。

“风云一号”卫星。

“风云二号”卫星。

“风云四号”卫星。

“风云一号”A星上天

1969年1月，受强冷空气影响，我国长江和黄河流域出现了严重的冰凌灾害，造成我国大范围电信中断。美国气象卫星的云图上反映了造成这一灾害的天气情况，而我国做天气预报需要的高山、沙漠、海洋等地区的资料获取相当困难。

周恩来总理在听取了气象、邮电、铁道等部门的汇报后说：“要搞我国自己的气象卫星。在我国的气象卫星没有出来以前，要想办法接收、利用外国气象卫星的资料。”从此，中国的气象卫星计划启动。

1977年11月，代号为“七一一”的气象卫星工程被确定下来，决定研制发射第一代极轨气象卫星，并将其命名为“风云一号”。

据“风云一号”气象卫星应用系统总设计师范天锡回忆，当时，要发射气象卫星，就要先建设一个卫星资料定量处理系统，必须开发大量的软件，急需一个软件开发平台。

上世纪八十年代初，恰逢联合国开发署对发展中国家有一个卫星资料应用援助项目，中国也在援助之列。在规划如何使用有限的150万美元援助资金时，来自美国的项目责任人利斯提出的方案是：中国基本不具备软件开发能力，只能由国外公司承包系统建设，大部分资金须用在软件购买上，余下一部分资金只够买惠普小型机。然而，这种小型机无法承担海量卫星资料处理任务。

于是，中国气象局国家卫星气象中心提出一个十分大胆的方案：软件不买了，全部由“我们自己干”，所有150万美元用来购买硬件系统。

在“风云一号”发射前半年，我国开发出包括14个软件包的应用软件：卫星轨道预报、卫星资料预处理、海面温度反演、大气探测资料反演、专业服务处理、风云一号卫星性能在轨测试和检验、数据存档和分发处理等。

经过艰苦努力，1988年9月7日凌晨4时30分19秒，我国第一颗自主研制的极轨气象卫星“风云一号”A星成功发射，准确进入太阳同步轨道。

在这天上午的世界气象组织二区协第九届会议上，时任世界气象组织主席、中国国家气象局局长邹竞蒙手举一张卫星云图，向与会代表宣布，它是数小时前由中国第一颗气象卫星——“风云一号”A星提供的首图。

这是我国自行研制和发射的第一颗极地轨道气象卫星，填补了中国应用气象卫星的空白，使我国跨入世界上少数几个有能力自己研制、发射和运行气象卫星的国家的行列，结束了中国只能从地面观测天气的历史。

里程碑意义的“风云一号”C星

由于极地轨道和静止轨道对于天气观测的互补优势，我国在气象卫星发展初期即提出了同时发展极轨和静止两个系列气象卫星的思路。

“风云二号”静止气象卫星工程在20世纪八十年代上马。1986年，我国第一颗静止气象卫星“风云二号”正式列入国家计划。

和世界上其他国家一样，几乎每个有气象卫星的国家在卫星发射中都会暴露出一些问题，我国也不例外。“风云气象卫星事业终身成就奖”获得者孙家栋回忆说，1997年6月10日发射的“风云二号”第一颗卫星，发射时还比较顺利，但上天之后便暴露出一些问题。如，太阳光照射镜头时，卫星云图成像不是很清晰。针对卫星数据不符合要求这种情况，气象部门积极与研制部门沟通，提出改进建议，为后续卫星的研发提供方向。为了让有缺陷的数据也能发挥最大效益，气象部门还通过设计算法等方式积极寻求补救办法。

尽管这一时期风云气象卫星发展遭遇了挫折，但是中国在解决一些关键技术问题的过程中形成了人才队伍，积累了宝贵经验。

1999年5月10日发射的“风云一号”C星在轨工作超过5年，大大超出设计寿命。这颗卫星探测通道增加到10个，首次实现我国气象卫星的业务化运行，具有重大的里程碑意义。

大国重器“风云四号”A星

1999年“风云一号”C星、2004年“风云二号”C星的成功发射，突破了长寿命稳定运行的技术瓶颈，具备了提供长期连续业务观测资料的能力。

从航天领域到气象领域，经历了无数次打磨后，2005年1月1日，“风云一号”C星云图亮相中央电视台《天气预报》节目，并开始正式向国内外用户发送卫星数据图像，我国告别了气象卫星数据依赖国外的历史。

2008年“风云三号”A星发射升空，极轨气象卫星实现升级换代，搭载载荷数从“风云一号”的1个增加到11个，技术指标与世界同期先进水平相当，我国气象卫星技术迈入世界先进行列。随即，很多发达国家希望共享这颗卫星资料。

当时，正赶上汶川震后救援及重建期，震区地面气象观测设备受到破坏。“风云三号”A星临危受命，对整个汶川地区天气进行监测。接着2008年奥运会的奥帆赛开始之前，青岛海域发生比较严重的浒苔现象，这颗卫星在监测到这一情况的同时，发现浒苔是从东海沿着洋流向北漂到青岛近海海域。气象工作者将浒苔漂流路径提供给决策部门，使他们能够及时采取措施，奥帆赛得以顺利进行。

2016年“风云四号”A星成功发射，整星研制达到国际先进水平，实现了我国静止轨道气象卫星从“并跑”向“领跑”的跨越，实现了全球首次静止轨道干涉式高光谱大气探测；全球首次辐射计、探测仪、闪电仪共平台装载，全天时工作；全球首次静止轨道微波探测技术验证，首次425GHz频段探测。“风云四号”A星也是当今世界最先进的静止气象卫星之一，在我国有着“大国重器”之誉。

2018年，在西昌卫星发射中心，“风云二号”H星搭乘长征三号甲运载火箭成功发射升空。这颗卫星定点位置由原定的东经86.5度更改为东经79度，可24小时不间断为“一带一路”沿线国家提供专属服务。如果一艘大型货轮从中国上海港口出发，经中国南海、马六甲海峡、印度洋、亚丁湾到红海，它将能够享受24小时不间断的气象卫星观测服务。“一带一路”沿线国家、亚太空间合作组织成员国等，一旦遭受台风、暴雨、强对流、森林草原火灾、沙尘暴等灾害时，可向国家航天局、中国气象局申请启动风云卫星专项观测。

令人自豪的是，截至目前，中国已成功发射17颗风云气象卫星，有7颗在轨运行。“风云三号”极轨气象卫星实现上、下午组网观测，每天获取4次全球观测资料；“风云二号”和“风云四号”静止气象卫星定点在赤道上空，可连续不间断对地球表面三分之一的固定区域进行分钟级高频次观测。

未来，我国气象卫星“家族”将迎来更多新成员。今后几年，晨昏轨道卫星和降水测量卫星将成为风云卫星家族的两位特殊新成员。目前，包括中国“风云三号”卫星在内的全球极轨气象卫星均是上午星或下午星；而在凌晨5时至7时的“晨昏时间”则存在观测空缺。晨昏轨道卫星将弥补这一空白。由于观测时间的独特性，晨昏轨道卫星对于改进数值天气预报将大有帮助。

本版部分图片/视觉中国