微波勘探引领气候勘探新时代

来源:江南体育注册平台    发布时间:2023-07-08 18:58:04

  5月、6月,我国北方气候开端继续晴朗炎热起来,与北方的“热”一同成为气候焦点的,还有飓风“鲸鱼”、“灿鸿”的生成。我国开端缓慢进入热带气旋的多发季。

  但本年气候预告人员好像有了很足的底气。5月4日,中央气候台发布热带气旋公报:本年第1号强热带风暴“鲸鱼”于当天下午晚些时候加强为飓风,下午5时飓风中心坐落北纬16.7度,东经129.2度。估计,“鲸鱼”中心将以每小时15~20公里的速度向东北方向移动,强度继续加强。“鲸鱼”未来对我国海域无影响

  “现在咱们能清楚地看见飓风的构成和走向了。”中科院空间中心微波遥感及航天使用工程科学专家姜景山院士对此深有感触。

  无论是对气候作业人员,仍是对从事气候环境勘探的科学家来说,2008年的5月27日和6月4日都是值得纪念的日子。

  上一年5月27日,我国首颗新一代极轨气候卫星风云三号在太原卫星发射中心成功发射,将我国科学院空间科学与使用研究中心科学家研发的微波湿度计、空间环境监测器、紫外臭氧勘探仪等载荷送上了天。

  8天后,微波湿度计等开机作业,至今已成功运转一年。其间,使用这些仪器精确“看到”了上一年下半年暴虐我国台湾及东南滨海的“海鸥”、“凤凰”、“森拉克”、“黑格比”、“蔷薇”等强飓风、热带气旋,积累了许多全球大气水汽及强降雨等气候材料。

  关于气候卫星来说,卫星自身是一个载体,详细履行勘探使命的是载荷。微波湿度计便是风云三号卫星的主载荷之一,其使用方针是勘探全球大气湿度的笔直散布、水汽含量和降雨量等空间气候材料。

  “这是我国首台用于气候卫星勘探大气湿度笔直散布的高频率毫米波辐射计,也是我国新一代极轨气候卫星的亮点。”姜景山说。

  微波湿度计选用笔直于飞翔方向的交轨扫描方法,作业在水汽吸收频段,共有5个勘探通道。主勘探频率为183GHz,分为3个通道,获取大气层不同高度的湿度散布信息;150GHz为辅佐勘探频率,在世界上初次选用了双极化规划。

  姜景山表明:“由于曾经国内短毫米波的一些关键技能没有解决,国内关于毫米波、短毫米波集成设备的研发一向处于比较低的水平,因而星载有效载荷的频率一向在低毫米波段以下,灵敏度较低。而要想对杂乱的气候一探终究就需求高频率的毫米波辐射计。”

  第一个“吃螃蟹”的人是需求勇气的。在2001年风云三号卫星立项时,国内相关专家对挨近亚毫米波的高频率辐射计并无决心,因而将微波辐射计的最高频率定在50G~60GHz的大气温度勘探频段上。但我国气候局的专家明晰表明:“我国是一个飓风、暴雨灾祸频发的国家,每年人财物丢失巨大,要想进步灾祸勘探预告才干,仅有微波温度计是远远不够的,对微波湿度计的需求火烧眉毛。”“183GHz的微波湿度计与世界水平接轨,将使风云三号卫星的勘探才干产生质的改变,进步我国在世界气候卫星安排的话语权。”

  “老实说,最初咱们心里也没有底。尽管神舟四号飞船曾搭载了咱们研发的微波辐射计,但风三对微波湿度计的频段要求很高。”姜景山回想。

  后来,在国家“863”项目以及中科院相关项目的支持下,姜景山带领中科院空间中心的研究人员做出了高频段微波湿度计的两台样机。这一音讯当即得到了国家气候局等有关单位的注重,并决议测验在风云三号卫星上装置高频段微波湿度计。2003年1月18日,空间中心的方案规划通过了项目评定。2004年4月20日,初样规划评定;2005年5月17日,转正样评定;2005年10月28日,正样规划通过评定。

  尽管样机在实验室接连运转了几年没有出现问题,但项目组研究人员一点也没有放松紧绷了5年的神经。姜景山表明:“上天的仪器和地上运转的仪器有很大的差异。”

  除了在地上进行了屡次电测、力学、热循环、真空实验等一系列实验外,2007年9月21日至24日,项目组在青海湖进行了初次航空校飞实验。尔后的两个月间,又在敦煌和思茅进行了多架次的校飞实验。

  姜景山说:“1×x=y,这个1是地上,x是上天今后的作业,假如x=0,乘以再大的数都会等于0,地上作业做得再好,上天不能作业也会前功尽弃,以成功论英豪是航天作业的严酷性地点。”

  眼看全部准备就绪,意想不到的作业产生了。2008年年头,研究人员需求将仪器送到上海进行相关实验。其时我国南方正遭受雪灾,运载仪器的车辆走到山东境内时,由于路滑遭受事故,仪器遭到损坏,随行的科研人员也受了伤。

  “没办法!只要从头再来!”姜景山对项目组的搭档说,“咱们要的不是你们的作业很辛苦,但没有获得效果很惋惜,咱们要的是你们能让x等于1,这才算成功。”通过整体项目组人员的尽力,微波湿度计准时交给。

  2008年5月27日11时02分33秒,风云三号卫星在太原卫星发射基地顺畅升空。但直到6月4日仪器开机1分钟后接收到遥测数据,显现仪器作业正常后,姜景山和项目组人员才稍稍松了口气。

  不过令姜景山激动的是,从7月15日微波湿度计开端成功监测到“海鸥”飓风及强降雨,并能够从图画中明晰分辩出飓风构成。

  “这些数据咱们曾经都要依托国外的气候卫星获取,现在咱们靠自己的高频率微波遥感技能就能够完成了。”作为我国微波遥感的开山人姜景山感到很欣喜。

  风云三号不负期望,2008年7月下旬,第八号强飓风“凤凰”于西北太平洋上生成,登陆我国台湾及东南滨海;9月8日清晨,第13号热带气旋“森拉克”在菲律宾北部以东的西北太平洋洋面上生成,逐步加强成为飓风,微波湿度计成功监测到其生成、开展及登陆我国台湾岛的进程;9月24日早晨,强飓风“黑格比”登陆东南滨海,早在“黑格比”登陆广东滨海之前,微波湿度计就监测到了其构成及走势;飓风“蔷薇”于9月24日晚在菲律宾以东洋面生成后,向偏西方向移动,强度敏捷加强,微波湿度计图画能够明晰地看到“蔷薇”的散布、构成及走势

  我国气候局卫星气候中心专家表明:“从风云三号卫星在轨测验的状况看,卫星平台和遥感仪器作业的状况正常。其间收集到的一些数据是曩昔咱们国家不具备的第一手观测材料。”

  有了卫星今后,人类冲出了地球,进入空间。现在的使用卫星包含气候卫星、导航卫星、海洋卫星、环境灾祸卫星等。现在,我国已成为世界上一起具有停止气候卫星和极轨气候卫星事务的三个国家之一,世界气候安排将风云气候卫星归入全球事务使用气候卫星观测序列,风云卫星已成为全球归纳观测体系的重要成员。

  “气候卫星是我国开展最好的使用卫星,但现在咱们的气候预告许多仍依托国外卫星的监测数据。国外不会实时给咱们供给数据,总是存在时刻差,有时数据来了,飓风也曩昔了。”姜景山说。

  气候专家建议,咱们的卫星至少要观测到飓风眼的移动。可见光、红外等技能手段受大气、云层的影响要凭借光才干观测,也无法习惯恶劣的气候条件。因而对飓风眼和飓风云层移动的调查最好用微波技能。

  “2002年,我国神舟四号飞船成功发射,通过咱们的尽力,完成了我国航天微波遥感技能零的突破,从这儿开端,咱们有了自己的航天微波遥感技能。气候问题是一个全球性的问题,云的运动没有国界,但没有必定水平就无法进入世界系列,进入了这个大家庭,我国的气候卫星也有了相对应的责任和权力。高灵敏度的微波遥感技能使咱们有了在这个大家庭安身的条件。”

  “风三运转一年来,微波湿度计、空间环境监测器、紫外臭氧勘探仪等仪器运转正常,但咱们的方针是使其正常运转3年乃至更长时刻,这点咱们有决心。未来几年,咱们还要发射其他卫星与风三接力。要让咱们自己的微波遥感技能、空间勘探技能为国家乃至世界大家庭的气候工作作出自己的奉献。”姜景山坦言。


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