风云三号G星首套图发布！用卫星拍降水，三维结构长啥样？

15日，我国首颗低倾角轨道降水测量卫星——风云三号G星（降水星）首套图正式对外发布，此次发布的风云三号G星上配备的六大载荷的监测图像，展示了不同层次降水的三维立体结构，有利于更好地监测和预报灾害性降水系统。

5月7日，华南出现强对流天气系统，中央气象台发布暴雨蓝色预警和强对流天气蓝色预警。风云三号G星清晰捕捉到这一降雨云系的三维立体结构。

图中显示的是从地表开始3.75公里到6公里的降水系统三维立体结构。

图片来源：国家卫星气象中心

风云三号G星六大载荷包括降水测量雷达、微波成像仪（降水型）、中分辨率光谱成像仪（降水型）、全球导航卫星掩星探测仪等4台业务载荷和短波红外偏振多角度成像仪、高精度定标器等两台试验载荷。

专家介绍，降水测量雷达是风云三号G星上的主载荷，也是国内首台星载降水测量雷达，主要用于灾害性天气系统的降水监测。它采用了Ku+Ka双波段，可清晰观测台风、暴雨、暴雪等降水系统的内部三维立体结构。

微波成像仪（降水型）是风云三号02批微波成像仪的升级版，首次实现大气窗区和探测通道的一体化设计，探测通道达到26个，有效增强了卫星对降水、大气温湿度廓线的探测能力。它主要利用设置在大气窗区和氧气及水汽吸收线附近的微波通道，捕捉降水云中的水凝物资料，用以协同反演降水参数。

5月2日至5月5日，微波成像仪（降水型）探测的全球中低纬地区亮温拼图。

图片来源：国家卫星气象中心

风云三号G星的“独门绝技”

风云三号G星于4月16日在酒泉卫星发射中心成功发射。这是继美国、日本联合发射专用降水测量卫星之后国际上发射的第三颗主动降水测量卫星，它的成功发射标志着我国成为全球唯一一个同时运行晨昏、上午、下午和倾斜四条近地轨道气象卫星的国家。

4月16日9时36分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭成功将风云三号07星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。

图片来源：新华社（汪江波 摄）

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对降水进行“CT”扫描

获取降水资料，传统上主要通过雨量计、地基雷达等手段，但由于地面设备配置数量有限且分布不均，难以获取大范围高空间分辨率的地面降水信息。

风云三号G星搭载了我国首套“空中雨量计”——星载Ku、Ka双频降水测量雷达，将雷达观测分辨率高和卫星观测范围广的优势结合起来，可通过向大气发射无线电磁波信号，接收大气中不同高度层的降水粒子反射信号，获取垂直方向不同高度层的降水结构信息，实现垂直方向降水的探测。

同时，该卫星还能利用雷达跨轨方向的扫描能力，实现对水平方向的降水探测，从而具备自上而下获取三维结构信息的能力，如同对大气降水进行“CT”扫描。

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对台风暴雨“精确把脉”

风云三号G星也被气象部门称为“降水星”，是我国第20颗风云气象卫星。它是我国首颗对降水进行主动测量的卫星，通过星地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与气候研究，显著改善全球暴雨等灾害早期预警能力。同时，在生态环境、能源、农业、健康等领域发挥作用。

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灵动跳出“太空芭蕾”

风云三号G星运行在低轨低倾角的非太阳同步轨道，太阳会定期出现在轨道面的左右两侧，光照条件的不断变化使得卫星外部热环境变化复杂。要保证外部热环境和单机工作环境稳定，卫星需要保持始终以同一侧面面向太阳。

为此，姿轨控系统设计了自主偏航姿态机动模式，当太阳光从轨道面的一侧运动到另一侧时，卫星将自动完成180度转身，灵动地跳出“太空芭蕾”。

另外，风云三号G星的运行轨道距离地面约407公里，大气密度较高，在太阳活动高年，卫星1天的轨道高度衰减可达600多米。而根据任务要求，卫星轨道高度要控制在100米的偏差以内。研制团队凝聚集体智慧，实现了卫星轨道高度维持、偏心率与轨道相位协同自主控制，使得卫星能一直以固定高度经过同纬度地区上空，保障其业务应用效能。

综合来源：国家卫星气象中心、科技日报、中国气象报社、央视一套等