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風雲四號衛星“抓閃電”靠的是什麼?
2017-02-27 20:24:30 來源: 新華社
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圖表:我國風雲四號氣象衛星發布首批圖像與數據 新華社記者 王永卓 編制

  新華社北京2月27日電  題:風雲四號衛星“抓閃電”靠的是什麼?

  新華社記者白國龍

  可秒拍500張圖、“捕捉”閃電的我國新一代靜止軌道氣象衛星風雲四號,日前公布了首批靜止軌道閃電探測影像。閃電數據為2017年2月13日對澳大利亞西部地區的一次強雷暴的全過程數據,將該地區持續約6小時的強雷暴的産生、發展、結束全過程中的閃電發生情況完整再現。

  風雲四號衛星“抓閃電”的本領為啥這麼強?能給我國閃電預警帶來哪些益處?記者日前採訪了風雲四號閃電成像儀的研制單位專家,揭開它“抓閃電”的奧秘。

  “抓閃電”靠“超能力”

  風雲四號搭載的我國首臺地球靜止軌道閃電探測儀器,由中國航天科技集團公司五院508所研制,是我國首臺地球靜止軌道閃電探測儀器,填補了我國空基閃電探測方面的空白。

  中國航天科技集團公司五院508所閃電成像儀主任設計師鮑書龍説,閃電成像儀有一雙敏銳的“眼睛”,每秒可探測500張閃電圖,實現中國及周邊區域24小時不間斷的閃電實時探測,而這都源于它具備的“超能力”:

  它能每2毫秒就探測一次中國及周邊閃電情況,探測速度是國內大范圍閃電探測速度中最快的;它是遙感衛星中的“壽星”,具有7年24小時超長的在軌不間斷實時閃電探測能力;它像個“大廣角”鏡頭,一次可實時實現中國及周邊區域的閃電探測與監測;它是個不休息的“攝影師”,舉起鏡頭,能夠實現每秒6幀地面圖像的獲取,實時監測雲層、強對流氣團的運動;它還是個“智能型”選手,具有在軌探測算法全部更改能力,閃電探測效率能力強。

  攻關十三載 打造閃電探測“黑科技”

  在太空中探測的閃電是疊加在雲層上的一個個離散的點狀目標。由于雲層對陽光的強反射,大部分閃電的亮度相當于雲層背景的十分之一,甚至百分之一。

  同時,由于觀測范圍廣,觀測范圍內的背景反差大,白天閃電淹沒在背景之中。因此,白天在軌實時探測大反差、強背景上隨機點源的閃電非常困難。

  鮑書龍説,2003年,508所閃電成像儀項目組成立時,我國關于閃電探測的研究尚處于空白。從太空中看到的閃電是什麼樣子,我們並不清楚,只能從美國NASA公布資料中的只言片語、歐空局公開的會議材料,甚至日本同類型産品的技術參數中摸索學習。

  經過十三年的探索攻關,研究人員先後掌握了大口徑超窄帶濾光片、高幀率大動態范圍面陣焦平面組件、閃電場景實驗室模擬等數十項新技術。例如國內自主研制的高幀率大動態高靈敏度探測器,使得閃電成像儀看得見黑夜中的細發、看得清強光中的秋毫,能夠適應8000倍的亮度變化……這些新技術不為閃電成像儀獨屬,多項可應用于我國高軌衛星載荷研制。

  閃電探測應用廣泛、惠及多方

  太空中的閃電探測,尤其是靜止軌道閃電探測,具有24小時不間斷、覆蓋范圍大、實時性好等優點,是世界上有研制能力國家優先採用的閃電探測方式。

  據介紹,風雲四號閃電成像儀成功在軌代表著我國閃電探測的新起點,它將閃電探測結果與雲圖疊加起來,可以實現對閃電災害、強對流天氣的短時、實時預警預報,降低雷電、強對流天氣對我國航空、航天、航海、農業、林業、牧業、建築、電力、通信等方面的危害。尤其在航空航線、海洋航線等全程閃電與風暴的實時預報等方面,閃電成像儀能力突出。

  鮑書龍説,閃電成像儀探測的影像産品不僅可以服務于我國國民經濟建設,還可以惠及它凝視范圍內的其他鄰國。

  我國風雲四號氣象衛星發布首批圖像與數據

  國防科工局、中國氣象局27日聯合發布了我國新一代靜止軌道氣象衛星風雲四號獲取的首批圖像與數據。此舉表明,風雲四號衛星與地面應用係統協調匹配、工作正常,標志著我國靜止軌道氣象衛星成功實現了升級換代。>>

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【糾錯】 責任編輯: 王萌萌
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