风云三号G星为什么被称作降水星？

2023年4月16日9时36分，风云三号G星在酒泉卫星发射中心成功发射，浩瀚的太空中又增添了一颗闪亮的“中国星”，这是国内首颗降水星。那么为什么这颗卫星被称作降水星？它与其它的气象卫星有什么不同？

**| 什么是降水星?**对降水星这个名词，大家可能比较陌生，因为我国之前还没有降水星。降水星，顾名思义就是探测降水的卫星。我们知道，降水是水循环的重要组成部分，在气候变化背景下，强降水诱发的气象灾害及衍生灾害频发、多发，人们需要探知降水系统瞬时结构和全球分布特征以满足防灾减灾、理解全球气候变化的需求。**而探测降水需要既能发射脉冲波，又能接收被降水粒子散射回来的回波脉冲的天气雷达才能完成。但由于山脉阻挡和探测距离的限制，建在地面的天气雷达会出现监测盲区，同时在广袤海域和沙漠也无法建设雷达。要解决监测盲区这个问题，可以利用卫星具有的在空中监测这些区域的特殊优势，把降水雷达搬到卫星上，布设具有监测降水功能的卫星，实现强强联合，这种卫星就是降水星。早在1997年美日联合实施热带降水测量计划（TRMM），发射了装载降水雷达PR的TRMM卫星，并通过多种探测器联合实现了降水的星载探测。风云三号G星是我国首颗搭载降水雷达对降水进行主动测量的卫星，是继美国、日本联合发射专用降水测量卫星之后国际上第三颗主动降水测量卫星，所以称作降水星。| 风云三号G星有哪些探测降水的利器？**降水星与其它类型的气象卫星最大的不同就是以降水雷达作为主要星载探测设备。而我国在2006年将研制降水测量卫星确定为发展第二代极轨气象卫星的重点攻关方向时，国内还没有人做过降水测量雷达相关的技术攻关，国内的陆基降水雷达，基本都是引进的美国WSR-88D新一代天气雷达或其仿制雷达，这种雷达体积庞大，发射功率也非常强。所以研制一部小到可以装到卫星上，且发射功率能保证探测星下辽阔区域的降水雷达，难度可想而知。下面我们就看看中国航天科技集团有限公司九院704所经过了十七年攻坚研制的星载降水雷达有多牛？

它采用Ku/Ka双波段观测，“慧眼”穿透力强，其单条轨道的观测刈幅（卫星传感器扫过的条带宽度）可达300公里，可以清晰扫描区域半径内的台风、暴雨、暴雪等降水系统的内部三维结构，获取精细的三维雨滴谱参数廓线、三维相态、三维降水率廓线等参数和遥感产品，识别降水类型、降水层高度等丰富的降水信息，反演得到比被动遥感监测更准确的降水强度数据。风云三号G星可以测到毛毛雨强度的降水，其降水测量能力整体优于国际上首颗降水雷达PR，与国际上第二代降水雷达DPR能力相当，部分指标略优于DPR。实现全球中低纬度地区云和降水参数的高精度遥感探测，技术指标达到国际先进水平。 除配置了主载荷降水测量雷达，风云三号G星还搭载了微波成像仪和中分辨率光谱成像仪2台被动微波、光学成像遥感业务载荷，整星采用主被动微波载荷相结合的方案。

微波成像仪（降水型）捕捉降水云中的水凝物廓线资料，协同反演降水参数。由于降水雷达的观测刈幅较窄但精度高，而微波成像仪的宽刈幅能大大提高降水测量的地面覆盖率，可以得到整个路径上的总降水，所以风云三号G星这两种探测手段具有很强的互补性。同时，降水测量雷达可为被动微波反演提供丰富的云/辐射数据库，支撑风云三号气象卫星多星装载的被动微波载荷在统一框架下建立反演模型，得到全球高时效降水产品。中分辨率光谱成像仪（降水型）单条轨道观测刈幅达1200公里。它除用于获取可见光/红外云图外，还可获取云顶温度、云顶高度、有效粒子半径和云形态学方面的参数，辅助判断降水云的存在。**| 降水星上天，能有多大作用？**首先，我们前面提到降水星能有效弥补降水探测盲区，使支撑天气预报业务的数值天气预报模式有了更加完整的降水初始场资料，数值天气预报模式的预报场就能够更加准确，可用性提高，所以，无论是天气预报员，还是数值预报模式研发人员，都急切期待风云三号G星在相关领域的业务应用。其次，通过风云三号G星降水雷达与地面合理布网的天气雷达融合应用，可实现全球三维大气、云和降水结构探测，将应用于台风、暴雨和其他极端灾害性天气监测预报预警；还可以帮助民航飞机爬升和降落过程有效避开“过冷水”，避免机体结冰，有力保障民航飞机的飞行安全；同时对降水机理研究和支撑人工影响天气业务开展也具有非常重要的意义。作者 | 荀纪伟

高级工程师,毕业于南京气象学院天气动力学专业（现为南京信息工程大学大气科学专业）。作者长期在天气预报和气象服务一线从事业务及管理工作。