近期，千年一遇特大暴雨襲擊河南，臺風“煙花”登陸浙江，極端天氣給當地人民生命財產安全帶來極大威脅，人們對氣象監測與預報越來越關注，在這過程中，氣象衛星發揮著越來越重要的作用。

那什么是氣象衛星呢？氣象衛星（meteorological satellite）是指從太空對地球及其大氣層進行氣象觀測的人造地球衛星，是衛星氣象觀測系統的空間部分，也可以說就是一個高懸在太空的自動化高級氣象站，是空間、遙感、計算機、通信和控制等高技術相結合的產物。

氣象衛星的工作流程是：衛星上所裝載的各種氣象遙感器接收和測量地球及其大氣層的可見光、紅外線、微波輻射以及衛星導航系統反射的電磁波，并將其轉換成電信號傳送給地面站。地面站將衛星傳來的電信號復原，然后繪制成各種云層、風速、風向、地表和海面圖片，再經進一步處理和計算，最終得出各種氣象資料。

氣象衛星觀測范圍廣，觀測次數多，觀測時效快，觀測數據質量高，不受自然條件和地域條件限制，它所提供的氣象信息已廣泛應用于日常氣象業務、環境監測、防災減災、大氣科學、海洋學和水文學的研究。是世界上應用最廣的衛星之一。

由于軌道不同，氣象衛星可分為太陽同步極地軌道氣象衛星和地球同步氣象衛星兩大類。前者是因為逆地球自轉方向與太陽同步，所以稱太陽同步軌道氣象衛星。它的飛行高度約為600～1500千米，衛星的軌道平面和太陽始終保持相對固定的交角，這樣的衛星每天在固定時間內經過同一地區2次，因而每隔12小時就可獲得一份全球的氣象資料；后者是因為與地球保持同步運行，相對地球來說是不動的，所以稱靜止軌道氣象衛星，也稱地球同步軌道氣象衛星。它的運行高度約35800千米，其軌道平面與地球的赤道平面相重合，從地球上看，衛星是靜止在赤道某個經度上空的。一顆同步衛星的觀測范圍為100個經度跨距，從南緯50°到北緯50°，100個緯度跨距，因而5顆這樣的衛星就可形成覆蓋全球中、低緯度地區的觀測網。另外，按是否用于軍事目的，氣象衛星還可分為軍用氣象衛星和民用氣象衛星。

氣象衛星主要有四個主要特點：一是軌道分低軌和高軌兩種。二是短周期重復觀測。三是成像面積大，有利于獲得宏觀同步信息，減少數據處理容量。四是資料來源連續實時性強、成本低。

氣象衛星主要觀測七個方面的內容：1.衛星云圖的拍攝；2.云頂溫度、云頂狀況、云量和云內凝結物相位的觀測；3.陸地表面狀況的觀測，如冰雪和風沙，以及海洋表面狀況的觀測，如海洋表面溫度、海冰和洋流等；4.大氣中水汽總量、濕度分布、降水區和降水量的分布；5.大氣中臭氧的含量及其分布；6.太陽的入射輻射、地氣體系對太陽輻射的總反射率以及地氣體系向太空的紅外輻射；7.空間環境狀況的監測，如太陽發射的質子、α粒子和電子的通量密度。

氣象衛星“觀天象、知天命”在防災減災方面發揮著重要作用。與常規氣象觀測相比，氣象衛星在空間分辨率、時間分辨率上都具有很大的優勢，可實現生態與環境遙感、洪澇、干旱監測、積雪監測、森林與草原火等自然災害的動態監測，為防災減災的科學決策提供強有力的支持。一是進行臺風監測。海上熱帶氣旋的監測與預報主要依賴氣象衛星觀測資料。氣象衛星不僅可以發現臺風的生成，而且可以準確確定臺風中心位置，估計臺風強度，計算臺風移向移速，預測臺風登陸的時間地點和登陸后可能造成的降水強度和范圍；二是實時監測森林與草原火災。自1988年開展火情監測以來，國家衛星氣象中心每年向森林、草原防火部門、環保部門提供數以萬計的火點信息，對歷次重大火情都進行全程監測服務；三是及時展開大霧監測。由于霧經常是晨起晨消，生命史短，常規的觀測手段無法準確獲取其強度和范圍信息。氣象部門充分利用氣象衛星覆蓋范圍大、觀測頻次高、信息源可靠的特點,可以有效開展大霧監測和預報業務；四是準確監測沙塵暴。氣象衛星為數值天氣預報提供實時地表狀態變化及沙塵信息資料，極大地提高了沙塵暴預報的準確度；五是積雪監測。氣象衛星可以準確地監測積雪的發生、發展和分布；六是其它監測。象衛星遙感監測信息還廣泛地應用在暴雨、冰雹、大風、龍卷和寒潮等天氣系統的監測和預報，以及對水環境、湖泊藍藻、冰凌、海藻、海冰等的監測。

世界氣象衛星的發展歷程是從美國開始的，目前世界上發射了氣象衛星的國家和地區主要有俄羅斯、日本、印度和歐洲。1958年，美國發射的人造衛星開始攜帶氣象儀器；1960年4月1日，美國發射了世界上第一顆試驗性氣象衛星“泰羅斯”1號，并在1960年至1965年間，先后發射了10顆“泰羅斯”氣象衛星，其中只有最后兩顆才是太陽同步軌道衛星；1966年2月3日，美國研制并發射了第一顆實用氣象衛星“艾薩”1號，它是美國第二代太陽同步軌道氣象衛星，軌道高度約1400千米，云圖的星下點分辨率為4000米，并在1966年至1969年間先后發射了9顆，獲得了大量氣象資料；2016年11月19日，美國發射了科學性能最強的一顆氣象衛星。在距離地球35800公里（約為地球到月球距離的1/10）的最佳位置上，地球同步運行環境衛星-R系列（GOES-R）將拍攝席卷美國的天氣和大氣現象的圖像。GOES-R能夠每隔30秒鐘拍攝一張圖像，遠遠快于當前GOES氣象衛星幾分鐘的拍攝時間間隔。這種快速的拍攝功能使得該氣象衛星能夠追蹤雷暴、颶風以及其他猛烈風暴的發展變化。

我國氣象衛星的發展起始于1969年。周恩來總理指示：“要搞我們自己的氣象衛星”，并于1970年2月親自批準下達了研制氣象衛星的任務。1988年9月7日，我國的風云一號A星試驗性氣象衛星發射成功，這是中國自行研制和發射的第一顆太陽同步極地軌道氣象衛星，實現了“從零到一”的突破；1997年6月10日，風云二號A靜止試驗氣象衛星成功發射，標志我國成為世界上少數幾個同時擁有太陽同步極地軌道氣象衛星和地球同步氣象衛星的國家之一；2008年5月27日，我國成功發射了首顆第二代太陽同步極地軌道氣象衛星風云三號A星，技術指標達到歐美最新一代氣象衛星水平，可從二維遙感成像到三維綜合大氣探測，從單一光學探測到全譜段寬波譜探測，從公里級觀測提高到百米級觀測，從國內組網接收到全球組網接收，開始了我國氣象衛星定量應用的新階段；2016年12月11日,風云四號A星的成功發射實現了靜止氣象衛星的更新換代，并成功突破了代表國際前沿的高精度圖像定位與配準、微振動測量與抑制等20余項核心關鍵技術，裝載四種先進有效載荷，整體性能達到國際先進水平。12月22日，我國成功發射了全球二氧化碳監測科學實驗衛星（簡稱“碳衛星”），地球上空的碳衛星家族在繼美國、日本之后，首添“中國造”；2018年4月，我國風云衛星國際用戶防災減災應急保障機制發布，7月，中國氣象局將原定點于東經94.5度的風云二號H星漂移到東經79度，觀測區域更好地覆蓋了“一帶一路”沿線國家。

目前，中國是世界上少數幾個同時擁有極軌和靜止氣象衛星的國家之一，是世界氣象組織對地觀測衛星業務監測網的重要成員。

（臧繼輝，作者系全國政協委員，北部戰區某部總工程師）