大国总师 | 风云卫星何以闪耀全球?——专访风云气象卫星工程总设计师王劲松
在浩瀚宇宙,有一个卫星家族驻守其中。
这个家族就是风云气象卫星。
我国已经成功发射23颗风云气象卫星,其中10颗在轨运行,时刻“盯”着地球变幻的风云。现在,气象卫星还将视野拓展至广袤太空之中,去捕捉太阳风暴。
今天,新华访谈专访风云气象卫星工程总设计师王劲松,听他讲述气象卫星为何要从“看地球”拓展到“看太空”,以及中国空间天气业务如何从一片空白走向国际前沿。
给大气做CT,摸透风云“脾气”
1988年,我国第一颗气象卫星成功升空,一双属于中国的“太空之眼”开始注视地球。从风云一号、风云二号到风云三号、风云四号,气象卫星实现从“给大气拍照”到“给大气做CT”的质变。
随着需求的增加和科技的发展,风云气象卫星上新了很多新应用,进一步提升我国应对极端天气的能力。“风云四号C星搭载的闪电成像仪同步锁定对流区闪电活动,多星协同构建立体监测防线,能够及时告诉大家哪里的强对流最强。”

不仅是风云,大气的每一次细微“呼吸”,都能被风云气象卫星“捕捉”。“高空大气环流、海洋温度变化、陆地生态演变、极地冰雪消长,都被持续记录下来。”
今年,一次东部型超强厄尔尼诺事件已在9月形成。它虽远在太平洋,风云气象卫星却密切关注其进展。“在海洋里,不可能布放那么多浮标、温度计,判断它最好的办法就是使用卫星。”王劲松说。
“经过我们反演计算得出,东太平洋暖水中心海温较常年平均值偏高3℃以上。”王劲松说,预计未来3个月,赤道中东太平洋海表温度将继续升高,在秋末冬初达到峰值,将会成为有系统性监测以来最强厄尔尼诺事件。

这些气候监测和预测能力的背后,离不开气象卫星持续提供稳定、精准的观测数据资料。“一颗卫星真正的价值,不是发射成功,而是让越来越多的人用起来。”王劲松说。
从“看得见”到“看得准”,风云气象卫星的每一步跨越,赢得了更多信任。现在,风云气象卫星的“全球粉丝群”越来越大,已服务141个国家和地区,风云气象卫星的知名度和用户满意度均位居亚洲第一。
太阳“打喷嚏”,地球为何会“感冒”?
“在风云四号C星翅膀上面放了太阳望远镜,这是一个全新的架构。”王劲松介绍。
一颗“看”天气的卫星为何要去“看”太阳?因为太阳也会“发脾气”,只不过,它掀起的不是地球上的风雨,而是发生在太空里的“风暴”。这也就是通常所说的“空间天气”。

“太阳‘打喷嚏’,地球也会跟着‘感冒’。”王劲松解释,太阳活动一爆发,耀斑、日冕物质抛射就来了,一大团等离子体以每秒几百上千公里的速度冲向地球,会让地球空间环境短时发生剧烈变化。有统计显示,大约40%的航天故障和空间天气有关。
太阳风暴还不止影响太空。太阳活动剧烈时,高空辐射增强,我们乘坐的航班会临时调整航线,或者延误。甚至,你手机里的导航定位,都可能被太阳的一个“喷嚏”波及。
“射电辐射8分多钟到达地球,高能粒子需要数小时达到地球,日冕抛射出来的物质则要数日才能抵达地球。从太阳到地球有1.5亿公里,我们有足够时间去预警。”王劲松说。
风云气象卫星做的就是“盯”着太阳活动,预报空间天气,守护地球家园。
现在,天上靠风云系列卫星看着太阳和近地空间,地上靠几十上百个台站补位,我国实现从太阳到近地空间全链条监测。
“全链条”是什么概念?王劲松说,从太阳爆发,到日冕物质抛射一路穿过行星际空间,撞上地球磁层、电离层,再到影响高层大气,中国都能自主观测、自主预报。

20多年,让中国实现国际领先
随着气象卫星不断升级,我国逐步拥有了自主获取空间天气观测数据的能力,也建立起覆盖实时监测、预报预警到行业服务的完整业务体系,实现了从跟跑到并跑、部分领域领跑的跨越。
然而,20多年前,中国在空间天气业务领域几乎一片空白,数据依赖外国,“人家给什么,我们看什么。给多少,看多少。”
2005年,王劲松从北京大学调入中国气象局国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心),开始负责空间天气业务体系建设。他回忆道,“当时中心领导用‘勇气’与‘激情’二个词定义空间天气,真不知会做到什么程度。”
转折点出现在获取自主观测数据的那一刻。
“数据喷涌而出的时候,我觉得对得起风云卫星了。”直到那时,王劲松心里的石头才落了地,但同时他也坚信,“空间天气业务是一个系统大工程,一个点上的突破不代表具有全部能力,更重要的是要被别人接受和认可。”

认可来得并不容易,却一步一个脚印。2018年,在世界气象组织和国际民航组织联合组织的全球能力评估中,我国空间天气业务系统获得全球唯一全A评价。至此,王劲松才觉得他们“干成了”。
今年8月,承载全球空间科学应用最高认可的威廉・诺德伯格奖章授予了王劲松,他成为了第一个获此殊荣的中国科学家,同时编号为21041的小行星被同步命名为“王劲松星”。这枚奖章,不仅是对一位中国科学家的认可,更见证了中国的空间气象走到世界前列的脚步。
“从能预测到精准预测,我们这条路还有很远。”王劲松希望,未来,风云气象卫星获取的每份数据,都能更快抵达用户手中,更早转化为预警信息,为防灾减灾、保障安全发挥更大作用。
策划:储学军 詹勇
统筹:刘洪
执行策划:李由 胡亚
编导:于子茹 林禹彤
导演:韩光
剪辑:刘厦
短视频制作:林媚 王伊晨
拍摄:陈杰 刘庆生
设计:史泽瀚
鸣谢:中国气象局气象宣传与科普中心
(中国气象报社)
国家卫星气象中心
(国家空间天气监测预警中心)
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