11月15日2时35分，由中国航天科技集团八院抓总研制的风云三号D星在太原卫星发射中心升空。科技日报记者了解到，作为“老番号”中的新成员，该卫星增添了不少新本领，不仅能穿云透雾，还能观测极光。它将使我国天气预报的精确度和时效性得到进一步提升。
穿云透雾测极光，数据80分钟传回
风云三号D星总指挥兼总师高火山介绍，该卫星装载了10台(套)遥感探测仪器，其中红外高光谱大气探测仪、高光谱温室气体监测仪、广角极光成像仪和电离层光度计为全新研制产品，可帮助卫星实现全球、全天候、多谱段、三维和定量探测。
“新增的这些遥感仪器可以逐步满足气象领域对不断提高大气探测精度、增加温室气体监测能力、增强空间环境综合探测能力的新需求。”八院509所风云三号卫星副总设计师朱维说。
其中，红外高光谱大气探测仪可以测量大气在不同光谱通道的辐射值，再定量反演得到全球大气温、湿度的三维分布，为数值天气预报提供基础数据，服务全球气候变化监测和评估。
高光谱温室气体监测仪能对全球主要温室气体二氧化碳、甲烷以及一氧化碳等气体柱总量进行高精度探测，有助于全球温室气体排放、温室气体源和汇分析、温室气体与气候变化关系等科学研究。
广角极光成像仪和电离层光度计，则分别用于获得磁层不同区域的时空信息和电离层电子总含量等参数、电离层赤道异常区的二维精细结构、准确定位极光边界等。
“风云三号D星是国内首颗利用南极卫星数据接收站接收数据的对地遥感卫星。”该卫星地面应用系统总指挥、国家卫星气象中心副主任张鹏说，其90%的观测数据，能在观测后80分钟内传回国内，传输速率增加了30%，计算能力增加17.5倍，数据存储能力增加了近10倍。
地面应用系统首次实现南北极建站
“风云三号D星，可谓第一个享受到‘5+2’模式的极轨气象卫星。除了原先的几个地面站，喀什站和南极站也会正式‘上岗’，这将保证它的数据更好更快地接收下来。”张鹏透露。
此前，风云三号家族的地面站实行“4+1”模式：国内有佳木斯、乌鲁木齐、北京和广州4个地面站，国外有靠近北极的瑞典基律纳站。张鹏介绍，“5+2”模式将使国内观测数据的接收时效更强。对于极轨卫星数据应用而言，要优先保证的，是中国及周边地区的观测数据能够最快送达地面站。
卫星观测随时都在进行，但是卫星数据顺利被接收的前提是卫星和地面站彼此能够“看得见、握得到手”。我国幅员辽阔，如果只建一个接收站，那么离接收站较远地区的观测信息就无法实时下传了。最好的办法，就是让地面站“镇守四方”。喀什站的加入，使风云三号D星的国内数据接收范围在经度上能再向西延伸12°左右。
“要使境外观测资料高时效传到国内，在南北极建卫星接收站便成了优选方案。”张鹏说，此前，我国在北纬68°左右的瑞典基律纳建了卫星接收站，开启了我国在海外建遥感卫星接收站的先河。无论在地球哪个角落的观测数据，最慢需要4个小时可下传。
目前，这样的模式可以保证常规气象服务。但是出现紧急情况时，卫星数据越快传到国内越好。如此，南极卫星站应运而生。
据风云三号卫星地面应用系统总设计师杨忠东介绍，针对风云三号D星，我国与挪威合作，于今年完成了东南极洲毛德皇后地Troll气象卫星地面站(简称南极站)的建设。原来最迟4个小时的接收时效，一下子缩短至1个多小时。
随着天上的卫星越来越多，地面也需要更多的天线来保证数据接收。目前，风云三号系列卫星数据接收天线从7部增加到15部。此前卫星资料的星地下传速率是360兆，而风云三号D星的下传速率是480兆。
将实现完整的低轨气象综合观测
作为我国第二代极轨气象卫星，风云三号系列卫星与美国NOAA系列卫星、欧洲METOP卫星一起，被世界气象卫星协调组织纳入新一代世界极轨气象卫星观测序列，成为全球天基气象观测系统的重要组成部分。
我国分别于2008年、2010年和2013年成功发射3颗风云三号卫星。三星在轨组网运行，气象观测数据更新时效达到6小时，在雾霾监测、天气预报、防灾减灾中发挥了重要作用。据国防科工局系统工程司副司长赵坚介绍，风云三号D星交付使用后，也将与在轨风云三号卫星组网观测，使全球数值天气预报更新时效提升到4小时，气象灾害监测时效提高近1倍，模式预报精度提高3%左右，并更容易捕捉到暴雨、强对流等生命周期较短的灾害性天气过程。
“我国计划在2018年至2021年前后，再发射4颗风云三号卫星。”赵坚说，其中包括风云三号上午星、下午星、晨昏轨道卫星，以及运行在低倾角近圆轨道的降水测量卫星。届时，风云三号系列卫星将相互配合，实现完整的低轨气象综合观测，具备高时效全球中高分辨率光学成像观测、高精度光学微波组合大气温湿度垂直分布探测、气候变化温室气体探测、风场精确探测、全球高精度降水测量以及太阳和空间环境综合探测六大能力。
