风云卫星，不止“观风测云”

来源：光明日报

除了公众熟知的观风测云“观风测云”功能，遨游苍穹的风云卫星风云卫星还能做什么？

从追踪大气中二氧化碳的迁徙轨迹，到见证极地冰山的不止裂解与消融；从感知田间土壤墒情，到记录“中华水塔”三江源的观风测云生态变迁……如今，风云卫星的风云卫星视野早已突破了传统认知边界。

风云卫星的不止“跨界”应用，是观风测云中国气象科技参与国家生态治理、应对全球气候变化挑战所交出的风云卫星“必答题”。

如何读懂它的不止“目光”？本期，让我们通过四位一线科研人员的观风测云讲述，深入解读风云卫星的风云卫星多维价值。

一、不止 追踪大气的观风测云“呼吸”规律：精准监测温室气体

讲述人：国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）风云三号H星温室气体产品负责人 张璐

大气每一次细微的“呼吸”，风云气象卫星都能精准捕捉。风云卫星

1. 解析“碳分子轨迹”

“碳分子轨迹”是不止指以二氧化碳等含碳气体为代表的碳组分，在大气、海洋、陆地生态系统和人类活动之间不断迁移、交换和循环的过程。
* 来源：化石能源燃烧、工业生产、土地利用变化及森林火灾等排放。
* 吸收：森林、土壤和海洋等“碳汇”的吸收与储存。
* 动态变化受风场输送、对流扩散、云降水过程及季节变化影响，导致碳物质在空间上的迁移与浓度波动。

目前，风云三号气象卫星地面系统已稳定接收并处理高光谱温室气体监测仪产生的全球连续观测海量数据，为全球用户提供高精度温室气体监测产品，支撑短期气候预测与气候变化评估中的碳源碳汇信息需求。

2. 监测核心目标

监测大气碳组分旨在回答以下关键科学问题：
* 碳从哪里来、到哪里去？
* 由谁排放、被谁吸收？
* 减排措施是否真实有效？
* 碳汇是否稳定可靠？

准确掌握二氧化碳等含碳气体在全球和区域尺度的浓度分布、变化趋势及输送路径，不仅是认识全球碳循环和气候变化机理的科学基础，更是支撑温室气体排放核查、碳市场监管、甲烷泄漏识别、森林和海洋碳汇评估以及国际气候治理的关键技术手段。

3. 服务国家气候治理

风云卫星的碳监测直接服务于国家气候治理能力建设：
* 科学依据：为碳源汇核算提供数据支持。
* 政策支撑：优化减排路径，辅助政策制定。
* 独立校验：通过“自上而下”的大气观测与反演方法，对排放清单进行独立校验，提升评估的客观性与可信度。
* 国际影响力：服务全球气候变化研究，增强我国在国际大气环境监测和气候治理领域的话语权。

4. 未来展望

风云卫星碳监测应用将向更高精度、更高时效、更强协同、更广覆盖方向发展：
* 协同观测：加强风云卫星与大气环境监测卫星、碳卫星等平台的协同，形成连续稳定的监测体系。
* 优势互补：推动地球静止轨道卫星与极轨卫星优势互补，实现对关键区域和重点过程的立体化、连续化观测。
* 多源融合：融合卫星观测、地面观测网络、通量塔、飞机/无人机观测、同位素溯源及大气输送模型等技术，构建天地空一体化、近实时、可核查的碳监测体系。

二、 守护田间每一次丰收：卫星赋能精准农业

讲述人：国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）遥感应用服务中心首席专家 李贵才

“春种一粒粟，秋收万颗子。”在农忙时节，风云卫星如同天上的“守望者”，紧盯土壤墒情，保障粮食安全。

1. 土壤墒情的重要性

土壤墒情指作物主要根系活动层内的土壤含水量状况，是评价农田水分满足程度的核心指标，直接决定作物产量与品质。
* 动态变化：受降水、蒸发、灌溉等因素影响。
* 适宜状态：保障作物根系吸水吸肥。
* 异常后果：导致减产甚至绝收。

2. 卫星监测的优势

相比传统人工监测（范围小、效率低、成本高），风云卫星成为墒情监测的“主力军”，具备显著优势：
* 高效应急：为农业应急处置争取宝贵时间。
* 常态化运行：实现业务化监测，减少人力巡查繁琐。
* 数据连续准确：生成连续、准确的墒情变化数据，支撑长期分析。

3. 应用场景与效益

墒情遥感监测结果已深度融入农业生产各环节：
* 种植户层面：掌握土壤水分动态，节约灌溉成本，提升种植效益，实现从“凭感觉浇水”到“精准灌溉”的转变。
* 管理部门层面：
* 制定农业生产规划与灾害防控依据。
* 针对性部署灌溉、排涝，统筹调配水资源。
* 结合趋势发布干旱、渍涝预警，指导农户防范，降低灾害损失。
* 典型案例：华北、黄淮冬小麦主产区（如河南、山东）依托风云卫星协同观测，预判干旱风险，指导小麦拔节孕穗期精准灌溉，保障丰收。

4. 长远价值

风云卫星积累的连续墒情数据，为农作物生长模型构建及气候变化对农业影响分析提供支撑。这不仅支撑多地精准灌溉，还为全球土壤水分监测提供新手段，推动农业科技进步。科技赋能农业，风云卫星这双“太空慧眼”正筑牢农业生产的“水分防线”。

三、 见证冰山的“销号”过程：极地气候变化的指示器

讲述人：国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）国际用户服务中心首席专家 郑照军

冰山是气候系统变化的敏感指示器。以全球最大冰山A23a为例，其40年的生命史及最终崩解过程，由风云卫星全程见证。

1. A23a冰山追踪实录

自2023年起，团队利用风云气象卫星250米多光谱高频观测和微波辅助观测能力，对A23a进行长期追踪，捕捉到以下典型现象：
* 威德尔海阶段：低温与海冰环绕下，冰山加速北移，形态变化不大。
* 南极绕极流阶段：受中尺度海洋涡旋调控，长久滞留、旋转，随后东移撞击大陆架搁浅。
* 南乔治亚岛阶段：绕岛近一周，不断崩解出大型子冰山或冰块。
* 最终瓦解阶段：进入低纬度高温洋流，表面快速融化变色，边缘裂解崩塌，中部断裂，彻底瓦解。
* 生态效应：观测到冰山表面裂缝扩张、融池水系发育，以及崩解释放碎冰群引发的绿色羽流（海洋藻华）。

2. 科学意义与安全价值

冰山监测并非简单的轨迹记录，其背后蕴含重大科学与安全意义：
* 气候指示器：冰山崩解、移动速度及裂解频率直观反映极地海水升温、大气变暖及冰架稳定性减弱。
* 全球气候影响：大规模冰山迁移释放巨量淡水，扰动海洋温盐环流平衡，长期累积效应深远影响全球气候系统。
* 安全隐患：威胁远洋航行与渔业作业安全。
* 生态变化：碎冰群催生的海洋藻类改变海洋生态结构。

3. 应对气候变化的行动

极地冰山卫星监测是人类应对气候变化、保障全球安全的重要行动：
* 量化影响：量化冰盖消融对海平面上升的影响，预测沿海风险，制定适应性政策。
* 预警极端气候：揭示淡水释放对全球海洋环流与热量分布的扰乱，预警极端气候事件。
* 安全保障：为极地航行、科考、远洋渔业及资源勘探提供实时安全保障。
* 国际治理：为国际气候治理与履约评估提供重要依据，敲响气候危机警钟。

4. 未来升级方向

风云卫星极地冰山监测将向多星多仪器、多手段多方法、自动化系统化方向升级：
* 多星组网：构建风云系列气象卫星、合成孔径雷达卫星、测高卫星、高分辨率光学卫星协同观测体系，弥补极夜、厚云、浓雾等复杂环境下的监测短板。
* 智能融合：融合人工智能与海洋动力场、热力场等多源数据，实现冰山自动识别、轨迹追踪及形态结构变化监测。
* 一体化监测：从单一冰山追踪转向冰架演化、大型冰山迁徙融化及海洋环境的一体化联动监测。
* 多元服务：为气候预测、极地航运、生态保护、防灾减灾提供长期、稳定、自主可控的遥感支撑。

四、 记录“中华水塔”生态变迁：三江源保护成效见证者

讲述人：国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）遥感应用服务中心副主任 周芳成

三江源素有“中华水塔”美誉，是国家重要生态安全屏障与高寒生物种质资源库。依托风云卫星长时序、多圈层、全域覆盖的观测优势，我们构建了生态环境质量综合评价模型，客观记录并科学检验了三江源生态保护修复成效。

1. 多圈层动态监测

透过风云卫星“慧眼”，实现对大气圈、水圈、岩石圈、生态圈多要素动态监测，清晰捕捉到三江源生态环境质量持续向好的标志性变化：
* 植被覆盖：稳步提升。
* 空气质量：持续改善。
* 水体面积：稳中有增。
* 生态系统：结构更趋稳定，功能持续增强，呈现“绿量增加、空气洁净、生态提质”良好态势。

2. 监测数据实证

• 等级优良：近年来，三江源生态环境质量等级全部达到优良，区域整体生态状况不断改善。
• 指标向好：植被指数持续上升、气溶胶光学厚度不断下降、生态质量指数稳步提高。
• 功能增强：水源涵养、水土保持等关键生态服务功能显著增强，“中华水塔”保水净水能力持续提升，生态系统向健康稳定方向加速演进。

3. 生态治理价值

这些变化充分印证了三江源生态保护修复工程取得决定性成效，成为我国生态文明建设的生动范例：
* 筑牢屏障：国家生态安全屏障不断巩固，保障长江、黄河、澜沧江中下游水安全与生态安全。
* 验证政策：证明生态保护红线、退化草地治理、湿地修复等举措科学有效。
* 全球借鉴：为中国生态治理智慧提供全球高寒脆弱区生态保护的可借鉴模式，为国家“双碳”战略提供重要技术支撑。

4. 未来拓展方向

对三江源地区的监测正在不断扩展：
* 气候变化应对：依托长时序生态与气候数据，揭示区域生态—气候互馈机制，支撑气候变化影响评估与适应对策制定。
* 防灾减灾：提升干旱、高温、雪灾、山体滑坡等灾害监测预警能力，助力风险防控与应急处置。
* 生态价值核算：支撑生态补偿机制，为国家生态文明考核与高质量发展评价提供服务。
* 国际贡献：风云卫星的“好视力”将为全球生态保护、气候适应、生物多样性公约履约提供“中国数据”与“中国方案”。

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