30年“追星人” 究竟追的什么星？ 资深“追星人”曹静带你领略风云气象卫星的诗和远方

“风云三号D”气象卫星，发射升空效果图 视觉中国供图

曹静在演讲羊城晚报记者 李钢 摄

羊城晚报记者 李钢 实习生 王怡然 通讯员 吴晶平 杨帆

每个人或多或少都有自己心中的偶像，为国争光的运动健儿、 学识渊博的专家学者、能歌善舞的偶像艺人……广州气象卫星地面站高级工程师曹静也是位十足的追星者。

近日，她在广州黄埔区东区中学举行的第57期珠江科学大讲堂上以30年资深“追星人”的身份, 借助气象卫星这一“天眼”，带领大家在广袤的地球和大气中漫步，在天使般风和日丽和魔鬼般狂风暴雨的卫星云图中领悟科学与美。

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风云气象卫星分两派

“不识地球真面目，只缘身在此球中”，气象卫星可实现对地球的观测：卫星经搭载仪器后接收和测量地球及大气的电磁波辐射，转换成电信号传送给地面；地面接收原始信息后，经进一步处理和计算，得出各种大气层、地表和海面的气象资料，即云图和数字。

拳有南北，风云气象卫星家族也分两派。其一是极轨派，指与太阳同步，绕地球南北两极运动，轨道高度为800-1000公里的气象卫星。其二是静止派，与地球自转同步，相对地球静止，轨道高度可达35800公里。

曹静强调，静止卫星与极轨卫星大有不同。首先观测区域不同：极轨卫星获取全球观测数据，静止卫星观测地球表面1/3的固定区域。其次观测频次不同：每颗极轨卫星每天对全球扫描观测两次，静止卫星可以做到高频观测，其中小区域观测可达分钟级。

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揭秘风云气象卫星大家族

据曹静介绍，中国气象卫星的发展开始于20世纪60年代末70年代初，目前已累计发射16颗气象卫星。包括风云一号、风云三号极轨卫星和风云二号、风云四号静止卫星，其中8颗在轨运行。气象卫星家族日益庞大，形成“上、下午星组网观测”“多星在轨、统筹运行、互为备份、适时加密”的业务运行格局。

“这些卫星都有哪些不同呢？”看到同学们对风云气象卫星这个大家族如此感兴趣，曹静便向大家介绍气象卫星从一代到二代的转变历程。

第一代极轨气象卫星风云一号，第一批试验性气象卫星于1988年9月3日发射，是我国发射的第一颗气象卫星。于1999年5月10日发射的第二批业务型气象卫星，是第一颗被列入世界气象业务应用的卫星。第一代地球静止气象卫星风云二号C星发射标志着我国静止气象卫星实现了从试验应用型向业务服务型的转变。

第二代极轨气象卫星风云三号FY-3C星性能进一步提升，其中第三批卫星确保在轨运行的第一批地球静止气象卫星向新一代静止气象卫星实现连续、稳定的过渡，成为我国太阳同步轨道气象观测的主业务星。目前新一代地球静止气象卫星风云四号发射成功标志着风云气象卫星领域形成美、欧、中三强鼎立的局面。

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宇宙也会发生“交通肇事案”

“在浩瀚宇宙中，卫星会碰撞吗？会！”据NASA公布信息，2005年1月17日，南极上空885公里，一块31年前发射的，美国雷神火箭推进器遗弃物，与中国6年前发射的长征四号火箭CZ-4碎片相撞。这是一起典型的太空垃圾“宇宙交通肇事案”。2009年2月10日，美国一颗通信卫星与一颗俄罗斯已报废的卫星在太空中相撞，成为人类史上首次卫星相撞事故，地点位于西伯利亚上空500英里(约805公里）。

碎片相撞、星星相撞等“交通肇事案”的发生会产生许多太空垃圾，专业名词为“轨道垃圾”。“以12厘米为单位，一颗卫星被撞击后会产生多少这种空间碎片？”曹静的疑问引发现场同学们的热烈讨论。

曹静表示，卫星被撞击后会产生上万个空间碎片，最重要的是，它们在运行的过程中还会继续碰撞，继续繁殖，这也引发了新的问题“如何控制或消除这些轨道垃圾？”曹静指出，通常人造卫星所属国家会把它引导至“轨道墓地”，专门设立一个轨道圈，用以存放这些空间碎片。

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空间技术贯穿衣食住行

提到空间技术，人们就想到宇宙飞行、登月、阿波罗等。“空间技术早已悄悄进入家庭，改变着我们每个人的生活。”曹静从衣食住行的角度解答关于航天在为人类做什么的问题。

气象卫星最为人熟知的应用是天气预报，据曹静介绍，在没有气象卫星之前，人们依靠气象观测站来获取资料分析天气。地球上70%的海洋，以及没有观测站的高山、湖泊、荒漠都是盲区，那里的天气情况根本不得而知。气象卫星不仅能获取全球观测资料，而且观测时间、空间分辨率在不断提高。从图像观测逐步到三维观测和全天候观测，未来气象卫星还将继续在天气预报预警方面发挥更大作用。

屏幕中展示了气象卫星给大气拍的“CT”，地球的每一层状况都表明在图中。“大家以后看卫星图时要注意，红色区域是暴雨区，白色是云，蓝色是能够透到地表的蓝天的情况。卫星还可以监测植被的长势和动态，从而做产量的评估。”曹静一边展示卫星图一边教大家如何解读，同时强调火灾预测也是气象卫星应用的重要领域。

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科学与美带来诗与远方

极轨卫星和静止卫星发射动图、“尼伯特”的台风眼图、“莫拉克”台风图展示；全球二氧化碳变化动图展示、沙尘暴图片展示、冷空气云系变化动图展示……一张张以云层铺满的画面引领观众逐步走进气象卫星镜头中的世界。炫目的色彩、粗犷的线条，在接收图中所带来的美的同时也要知道，其背后所造成的影响。“你们看到了冷空气里面的云从北向南移动的壮观图像，你们有没有注意到，云在运动的过程中，它是在转的？其实是因为地球本身在转，所以它带动着大气也在旋转。”曹静说。

科学所带来的美不仅仅是画面中的，也包含科学家们的精神之美。在曹静口中得知这样一个故事：风云卫星大总师，89岁的孙家栋院士亲临发射现场坐镇指挥，当记者问风云卫星已成功发射多次，您为何还要亲临现场时，他朴素地回答“任何一次卫星发射都存在风险，我作为风云二号卫星的总工程师，还是要到一线来，这是我应当去干的事。”

“航天精神之美、天眼下自然之美、卫星工程之美、卫星运行之美，无不展现着卫星科技美的韵律、和谐、力量。”曹静强调，自然界每一件事物都有自己的道理，认真思考便可领悟其中乐趣。当了解气象卫星背后的科学知识后再去解读每一张卫星云图，又会是另一番收获。除了艺术的美感，同时还增添了一份科学的、理性的美。

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