4月16日，中国在酒泉卫星发射中心成功发射风云三号G星，这是风云气象卫星家族中的第20颗卫星，主要用于灾害性天气系统强降水监测，提供全球中低纬度地区降水三维结构信息。作为中国首颗降水测量专用星，这颗卫星有哪些“独门绝技”？将如何在轨工作？
搭载中国首套“空中雨量计”
(资料图)
降水是全球水循环中的重要过程，降水量多少和降水的时空分布变化会极大地影响人们的生活。关于降水资料的获取，传统上主要通过雨量计、地基雷达等手段，但由于地面设备配置数量有限且分布不均，难以获取大范围高空间分辨率的地面降水信息。
风云三号G星搭载了中国首套“空中雨量计”——双频降水测量雷达，同时具备雷达观测分辨率高和卫星观测范围广的优势。
这意味着，风云三号G星具备自上而下获取三维结构信息的能力，就如同对大气降水进行“CT扫描”，以获得精细的降水立体结构信息。
具体而言，卫星通过向大气发射无线电磁波信号，接收大气中不同高度层的降水粒子反射信号，获取垂直方向不同高度层的降水结构信息，实现对垂直方向的降水探测。同时，卫星利用雷达跨轨方向的扫描能力，实现对水平方向的降水探测。
首秀升级版气象“千里眼”
为了进一步提升对台风、暴雨等灾害性降水的高精度观测，除了双频降水测量雷达外，卫星还搭载了一台全新升级的仪器——微波成像仪。
微波成像仪通过探测不同频率谱段下物体对外辐射信号强度差异来获取大气、陆地、海洋表面等观测对象的信息，再转变为海面风速、海冰分布、地表温度、大气降水、土壤湿度等与人们生活息息相关的物理参数，最后形成多维图像。
作为气象领域的“千里眼”，升级后的微波成像仪可以接收地球大气10GHz到183GHz的微波辐射能量，获取台风内部温湿结构、台风强度、台风影响区雨强等关键信息，预测台风未来发展情况，对台风暴雨“精准把脉”。
采用特别的低倾角轨道
风云三号G星的运行轨道高度为407千米，是风云气象卫星家族史上“飞得最低”的成员。目前，低轨卫星大多采用太阳同步轨道，轨道倾角略大于90度，风云三号G星则采用倾角为50度的低倾角轨道，是中国首颗低轨非太阳同步倾斜轨道气象专用星。
为何不采用太阳同步轨道？专家指出，太阳同步轨道上的卫星每圈都会经过地球的南北极，对极区观测效率较高，但对中低纬度地区观测效率偏低。而风云三号G星主要用于观测大气降水现象，根据全球降水分布，其运动范围需集中在中低纬度之间。采用低倾角轨道可以更好地覆盖中国台风降水密集区域，提高观测频次和预报精度。
运行于低倾角轨道也使风云三号G星面临不断变化的光照条件，太阳会定期出现在轨道面的两侧，在一段时间内，太阳照射卫星的左侧面，过一段时间，太阳又会照射卫星的右侧面。为了维持稳定的热环境，卫星可在3分钟内完成“自动掉头”，实现正飞和倒飞的灵活切换，使卫星始终以同一侧面面向太阳。
在未来的业务运行中，风云三号G星将发挥这些“独门绝技”，与风云三号“黎明星”“上午星”“下午星”功能互补、相互配合，组网形成完整的低轨气象卫星业务综合观测能力，将预报精度提高3%左右，预报时效延长24小时左右，气象灾害监测时效提高近1倍，为台风、暴雨、暴雪等灾害性降水提供高精度观测资料。(完)
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