在浩瀚的宇宙中，有一颗卫星在默默地关注着地球的降水动态，它就是我国首颗低倾角轨道降水测量卫星——风云三号G星（FY—3G）。
这颗卫星自2023年4月16日成功发射以来，便以其卓越的性能和独特的轨道设计，成为监测天气系统降水特征、研究对气候和环境影响、保护生态环境的重要工具。
今天，就让我们一同走进这颗卫星的世界，探秘它的神奇之处。
气候变化研究的“千里眼”
据我国风云卫星工程副总设计师、中国气象局气象探测中心主任张鹏研究员介绍，FY—3G卫星的核心仪器是主动降水测量雷达，顾名思义就是通过雷达主动发射的微波脉冲定量探测空中的降水，因此又被称为“飞行的雨量计”。“相较目前还在轨运行的国外GPM卫星上的仪器，FY—3G的雷达具有更高的测量灵敏度和更广的观测幅宽，对捕捉降水系统瞬时三维结构、获取降水全球分布特征、认识地球气候系统能量和水循环、理解全球气候变化提供了独立的中国观测数据。”
风云三号G星提供的全球中低纬地区降水三维结构信息，对于理解全球水循环和气候变化具有重要意义。
我国拥有世界上规模最大、性能先进的地面天气雷达观测网，但地基天气雷达受限于探测半径，仅能获取雷达站附近有限区域的降水信息。目前我国进一步拥有了独立自主发展的星载降水测量雷达，因此具备开展天地一体化雷达协同观测和定量应用的独特技术优势。
但有了天地一体化雷达协同观测网络，并不等于能够掌握地球降水“动态密码”，还需要算法进行“解密”。
张鹏带领的联合研究团队紧密合作，利用我国首台星载降水测量雷达和地面布设的百余台天气雷达观测数据，提出了一套精细化的数据一致性比对方法，实现了星地雷达资料的准确比对与分析。该成果于近期在线发表于中国科学院文献情报中心期刊分区表一区Top期刊《大气科学进展》。
“对标这一目的，我们完成了基础性工作——建立一套精细化的星地雷达数据一致性比对算法。”张鹏介绍说，“团队提出的算法涵盖了详细的质量控制、衰减校正、数据优选、时空匹配、非均匀波束充塞约束、均匀性约束和频率校正等，实现了星地雷达资料的准确比对与分析。”
通过上述步骤，研究团队选取了四季典型月份的匹配数据进行星地雷达数据对比与分析。基于98226个匹配样本，相关系数为0.87，偏差为0.89dB，标准偏差为2.50dB。
“星地雷达数据一致性比对的最新结果表明，我国星载降水测量雷达的数据质量令人满意，可用于验证和校正地基雷达之间的数据一致性。”风云三号卫星地面系统副总设计师、国家卫星气象中心正高级工程师商建告诉记者，“这项研究有助于提升遍布全国的天气雷达观测资料间的一致性，提高组网拼图精度，以及支撑开展星地雷达协同观测和数据融合应用，有效拓展雷达在广阔洋面与高原、山地等区域的观测能力。以此为基础初步研发的星地雷达融合产品，已在台风监测与服务中提供了科技支撑。”
灾害性天气预警的“先锋”
通过对长期降水数据的收集和分析，可以更好地研究气候变化趋势及其对地球生态系统的影响。“例如，近年来，全球台风有三分之一左右产生于北太平洋西部，而我国正处于这一台风活动带上。”商建介绍说，风云三号G星凭借其高精度的降水测量能力，能够更准确地捕捉到这些台风的形成和发展过程，为应对气候变化提供科学依据。
“风云三号G星就像是我们研究气候变化的‘千里眼’，它让我们能够更清晰地看到降水在全球范围内的分布和变化。通过对长期降水数据的收集和分析，可以更好地研究气候变化趋势及其对地球生态系统的影响，为应对气候变化提供科学依据。”张鹏说，“累计形成的长系列历史数据集对于预测气候变化趋势、制定应对策略至关重要。”
除了降水，风云三号G星还能够提供大气中的水汽含量信息。降水和水汽与大气污染物的扩散和稀释密切相关，通过监测这些参数，可以更好地了解大气污染的形成和演变机制，为大气环境保护提供数据支持。
对陆地生态，风云三号G星提供的高精度地表温度、土壤水分等信息，有助于监测陆地生态系统的变化，评估生态环境质量。例如，通过监测地表温度和土壤水分的变化，可以了解植被的生长状况和生态系统的健康程度，为陆地生态保护和修复提供科学依据。
在海洋上，风云三号G星通过监测海面风速和海面温度等参数，有助于评估海洋生态环境变化，为海洋资源保护和可持续利用提供数据支持。
在农业领域，风云三号G星的数据对于监测农作物生长状况、评估干旱和洪涝灾害对农业生产的影响具有支撑作用。
风云三号G星与D星、E星和F星进行在轨组网观测，形成我国完整的低轨气象卫星综合业务观测能力。
这将进一步提高我国全球数值天气预报模式的精度和时效性，为全球气候变化背景下的灾害性天气系统监测和预报提供更有力的支持。
“风云三号G星的成功发射和星地协同技术的突破，只是开始。”张鹏表示，“我们将继续努力，不断提升气象卫星的性能和服务能力，为保护人民生命财产安全、促进全球防灾减灾贡献中国智慧和中国力量。”
来源：中国环境APP 作者：中环报记者文雯
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