新京报讯（记者 李玉坤 实习生 王景曦）7月5日7时28分，被誉为开启新征程的“黎明星”风云三号E星（以下简称E星）搭乘长征四号丙运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射。世界气象组织（WMO）向中国气象局来函表示，E星的发射将填补全球天基气象观测系统的空白，中国气象局将成为全球极轨卫星观测序列的第三大支柱。
“这颗黎明星投入使用后，将填补过往观测全球气象的空白区。与其他气象卫星组网，每6小时可为数值预报提供一次完整全球覆盖的资料，有效提高和改进全球数值天气预报精度和时效，对完善全球对地观测系统具有重要意义。” 风云三号极轨卫星地面系统总指挥、国家卫星气象中心副主任张鹏介绍。
张鹏进一步表示，风云三号E星将使我国风云极轨气象卫星具有自己的特色，在业务上形成同欧美卫星的等价互补之势，有利于提升我国在国际气象事务中的话语权和国际影响力。
位于晨昏轨道的风云三号E星有何特殊之处，又有哪些应用价值，将如何提升气象业务水平？带着这些疑问，记者采访了多位航天专家，听听他们如何解读E星的航天使命。
全球首颗民用晨昏轨道气象卫星“风云三号E星”发射成功。图源：国家航天局
E星补全我国上空气象卫星监测空缺，预计可延长预报时效约12小时
作为我国第二代极轨气象卫星的E星，是全球首颗民用晨昏轨道业务气象卫星，也是风云系列气象卫星的第19颗。伴随着E星的成功发射，它将与在轨的风云三号C星、风云三号D星组网运行，使我国成为国际上唯一同时拥有上午、下午、晨昏三条轨道气象卫星组网观测能力的国家。
气象卫星由极轨气象卫星和静止气象卫星组成，E星是风云卫星家族里首颗位于晨昏轨道的极轨气象卫星。“E星发射进入太空后，相对于地球是运动的，相对于太阳是静止的，是一颗太阳同步卫星。每天早上5:30和傍晚17:30，E星都会出现在中国上空，监测我国此时的气象。”张鹏说。
张鹏向记者介绍，极轨卫星在不同的时间出现于中国上空，用于监测得到多个时间段的资料。风云三号系列前四颗极轨卫星均是在上午10:00或者下午13:30的轨道上运行。“也就是说，此前能通过卫星获得的，是我国上午10:00左右、下午13:30左右的气象资料。”
记者获悉，目前我国的数值天气预报系统需要每6个小时填入一次全球气象资料，以此来分析预报天气。在这6个小时中，上午卫星和下午卫星监测区域只能覆盖约四分之三的地球面积，这就表示，如果只通过上午卫星、下午卫星观测气象，数值天气预报系统中会缺少约四分之一的全球区域气象数据，天气预测的精度、时效性仍存在提高空间。
此次成功发射E星后，将弥补因卫星观测轨道不足从而缺少观测资料的缺憾。“风云三号E星成功在轨运行后，将补全我国上空卫星监测空缺，与上、下午卫星组网，实现全球数值天气预报模式每6小时获取一次全面的全球气象资料，可有效提高全球数值天气预报的准确率和时效。其中，E星资料的使用预计可以延长预报时效约12小时。”张鹏介绍。
新增“夜间拍摄”功能，风云三号E星有助于监测强对流天气
国家卫星气象中心遥感应用室主任、风云气象卫星工程应用系统总设计师唐世浩介绍：“预报强对流天气是一个世界性的难题，发射风云三号E星，将有助监测、研究强对流等灾害天气过程。”
他介绍，首先在直接监测能力上，E星将提高早晨、傍晚对强对流天气的监测、预报能力。早晨和傍晚的大气对流运动多、天气变化快，但这个时间段光线很暗，如果强对流天气在此时发生，一般卫星观测不到。“E星上搭载着微光型中分辨率成像光谱仪，可以微光成像，并且E星的空间分辨率高，能够监测这个时段的强对流。”唐世浩解释说，微光成像可以类比手机的夜间拍摄功能，“现在这个夜间拍摄功能‘上天’了。”
其次，风云三号E星为数值预报模式提供了更多、更准确的气象资料，也就提高了预报准确率。“现在很多天气预报依赖的是数值预报模式，气象卫星在各个时段分布越均匀，所得的气象资料就越能提升天气预报准确度，所以E星这颗晨昏轨道气象卫星监测的资料加进数值预报模式后，数值预报能力整体提升，对其他时段的强对流天气的预报能力也提升了。”
此外，风云三号E星搭载了11台仪器，增设了风场测量雷达、太阳辐照度光谱仪、太阳X-EUV成像仪3个全新仪器，对红外高光谱大气探测仪、微光型中分辨率光谱成像仪等7台仪器升级改进，微波湿度计业务继承，可实现对三维大气、洋面风场、夜间微光、太阳和电离层等多种要素的监测，将综合增强天气气候、大气环境和空间天气监测分析能力。
“在捕捉强对流后，这些仪器可以在多个维度提供完整的观测数据，比如可以获得强对流的光学表面、内部结构等信息，这对于加深强对流的研究也有很大帮助。”唐世浩说。
探明颗粒物浓度、火点、海雾，风云三号E星有助于监测环境灾害
除了能更准确预测强对流天气外，风云三号E星在环境监测、灾害监测方面也有重要应用价值。
风云三号极轨卫星地面系统总设计师胡秀清向记者介绍，E星也将有助于城市夜光的监测。“原先卫星只能在白天光线条件好的时候成像，现在夜间也可监测城市光源，包括自然光和人为光源。城市灯光实际上是和经济发展相关的，除去月光等自然光，监测并累积城市灯光的变换数据，就可以据此判断这一区域经济活动的变化。”胡秀清说。
另外，E星投入使用后，也有助于夜间微光资料的气溶胶/PM2.5反演。胡秀清介绍，夜间大气相对稳定，在此时进行监测有重要价值。他解释，原先卫星在白天成像，反演大气气溶胶的信息，从而监测白天颗粒物浓度的变化。“现在晚上拍的图像中也可以提取大气气溶胶信息了。举个例子，这样就可以对夜间货车的排放、扬尘对颗粒物浓度影响做出判断、研究。”
风云三号E星同样增强了在早晨、傍晚时段监测火点的能力，投入使用后可以为应急管理部、国家林草局等提供火情监测信息及会商服务。
除此之外，E星在晨昏海雾监测上也将发挥极大作用。在克服了晨昏时段太阳辐射低，中波红外反射部分噪音大的困难后，E星首次采用卷云通道监测系数和连续时次加动态阈值的方法提取海雾，可以取得更好的监测效果。目前，部分算法已经更新在海雾产品业务程序中，供台海中心和部分省海洋气象台使用。
新京报记者 李玉坤 实习生 王景曦
编辑 樊一婧 校对 王心
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