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半个世纪前的气象预报员很难想象，今天的中国，广袤土地上空任何一块区域云的图像，可以“想看就看”——
距离地球800公里和3.6万公里的太空中，7颗风云卫星俯瞰全球风云；北到北极圈内，南到南极大陆，都有海量卫星数据在接收、处理和分发；每隔5分钟，就有一张新的中国区域云图回传，从卫星镜头到预报员手机屏幕，只要不到10分钟的时间……
“气象卫星应如自来水般长期供应！”来自“共和国勋章”获得者、风云二号气象卫星工程总设计师孙家栋的这个描绘，已经从梦想照进现实。
在中国气象局近日举行的风云气象卫星事业50周年媒体通气会上，国家卫星气象中心主任、风云气象卫星工程总设计师杨军说，在中国风云卫星50年的发展历程中，依靠一代代科学家不断探索、攻艰克难，“从零开始”的风云卫星，以“小步快跑”的方式，实现从“跟跑”到“局部领跑”的跨越。
据他透露，2016年发射的我国第二代静止气象卫星风云四号A星，对我国区域可实现每5分钟一次的观测覆盖，最高分辨率从1.25公里提高到500米，并且在全球首次实现静止轨道大气高光谱垂直探测，综合探测水平国际领先；2017年发射的风云三号D卫星，搭载有世界上首台能获取全球250米分辨率红外分裂窗区资料的成像仪器，可以每日无缝隙获取全球250米分辨率红外图像。
“这种‘独步天下’的能力，为全球生态环境、灾害监测和气候评估提供中国观测方案。风云卫星在体系上非常完整，可以说，其他国家拥有的探测能力我们都有，我们所有的，他们有些没有。”杨军说。
起步接连失利，“风云”笼罩阴霾
在50年前的中国，工业基础薄弱、设备简陋、技术落后，别说造自己的气象卫星、用自己的气象卫星，很多科研技术人员连什么是气象卫星、气象卫星有何作用都不知道。
“从零起步到底有多难？”杨军有这样一个说法：风云卫星建设发展50年的过程，每一个航天可能出的问题，我们一个没落，都遇到过。但失败是成功之母，吃一堑长一智。
据他介绍，风云一号极地轨道气象卫星发射成功，科研人员拿到第一张成图时，时任中国气象局局长邹竞蒙正在主持国际会议，会上他把第一张图，给在座的国内外专家“秀”了一下，全场掌声雷动——中国成为拥有气象卫星的国家，这一事实震惊了全世界。
然而，由于姿态控制问题，第一颗风云卫星只工作了39天，便消失在茫茫太空。之后的研制之路，也并非一帆风顺。
据风云四号卫星系统总设计师董瑶海回忆：1990年，风云一号B星发射，10多天后卫星出现异常，只工作了158天便宣告失效。1994年，风云二号01星在发射前测试过程中发生意外。1997年，风云二号A星发射成功，但运行几个月后便出现故障，最终还是没有实现业务化。
起步的接连失利，让“风云”卫星事业笼罩了一层阴霾。
董瑶海说，卫星成功上天业务化运行后，第一个需要破解的问题，就是可靠性和使用寿命。经过三代人的艰苦努力、重点攻关，解决了影响卫星长寿命运行的技术问题。
直到世纪之交，“风云”的阴霾才最终散去。1999年和2002年，我国成功发射了风云一号C、D业务星，卫星在轨运行寿命分别达到6年5个月和10年，大大超过设计寿命。2004年至2008年，成功发射了风云二号C、D、E业务星，在轨运行寿命达到8年至10年。
除了学习和合作，没有别的出路
“除了学习和合作，没有别的出路。”这是孙家栋的一句话，很多“风云”人认为用它来形容那段低谷徘徊期很合适。
让人感慨的是，当风云一号A星、B星运行寿命未能达到目标，受到巨大质疑时，已是古稀之年的两弹一星元勋任新民，“着了魔一般”带领科技人员分析原因，并亲自到国家有关部门汇报工作，要求支持“我们的这支气象卫星队伍”走下去；为了攻克风云二号前两颗卫星出现的问题，时任风云二号卫星地面应用系统总师许健民，副总师李希哲、张青山与全体团队成员一起，没日没夜，登上青藏高原开展“救星”试验，于上万次手写运算中破解“定位”难题，不仅让卫星“起死回生”，更使得“图像上每一个点都变得很准确”……一代代科技工作者付出心血和汗水，甚至生命的代价，才为气象卫星的迅速赶超奠定了基础。
如今，风云四号卫星正为全球115个国家和地区、国内2700多家用户提供卫星资料和产品。杨军说，按照国际通行的标准计算，风云卫星在减轻灾害损失、服务经济社会发展所产生的效益非常高，投入产出可以达到1∶40。
他说，我国是自然灾害非常严重的国家，每年强降水导致的洪涝和泥石流、干旱和大风引发的沙尘暴、闪电引燃的森林火灾等自然灾害频发，其中70%以上的自然灾害就是因为气象原因造成的。
“气象问题研究透了，除了地震以外的大部分灾害都能搞明白，这也是为什么各国都在大力发展气象卫星的原因。”杨军说。
风云气象卫星工程副总设计师唐世浩给了一组数据：自从风云二号卫星投入运行以来至2020年8月底，西太平洋生成的566个台风、登陆我国的165个台风，“监测无一漏网！”
唐世浩说，风云四号卫星投入运行后，我国对台风、暴雨等灾害天气监测识别时效从15分钟缩短到5分钟，暴雨预警准确率提高到89%，24小时台风路径预报平均误差从95公里减小到71公里，优于美国、日本等国。
“风云”为何能短时间内实现赶超
中国风云卫星技术能力进步速度如此之快，国际不少知名专家在赞叹不已的同时，也大为好奇：1960年美国发射第一颗气象卫星，1974年欧洲发射第一颗气象卫星，而中国直到1988年才发射第一颗气象卫星，风云卫星在较短的时间内能实现赶超的内在发展逻辑是什么？
杨军说，风云卫星是在我们国家在技术比较落后、国力不足的时候搞的大系统工程。半个世纪前，周恩来同志高瞻远瞩地提出“搞我们自己的气象卫星”，并于1970年亲自批准研制气象卫星的任务。
1988年9月7日，我国成功发射风云一号A极轨气象卫星，获取了清晰的遥感图像，从此告别了完全依赖外国气象卫星数据的历史。回忆当时的场景，国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士曾庆存感慨万千：“我当时热泪盈眶，距离我们决定放自己的气象卫星过去了近20年，终于有志者事竟成！”
作为风云三号A星研发亲历者，风云气象卫星工程副总设计师杨忠东回忆道：2008年发射的风云三号A星，是极轨第二代第一颗卫星。为集中精力搞研发，科研团队把技术骨干拉在一个郊外偏远的招待所里封闭，每天上午干4小时，下午干4小时，晚上干4小时。
“这颗卫星采用新一代技术，很多工作都是第一次做，我们讨论非常激烈，有个同事梦话说的都是讨论的内容——做梦的时候，脑袋里转着的还是我们卫星工程上的事！”杨忠东说。
谈及风云卫星的下一步发展时，杨军透露，不久的将来，风云四号B星、风云三号E星也将发射升空。
这其中，风云三号E星发射后，将是国际上业务卫星第一个在晨昏轨道运行的气象卫星。该卫星在国际上非常引人瞩目。
杨军提到一个细节，几年前我国宣布这项计划时，世界气象组织的会场上马上响起掌声，认为中国此举将增强全球数值天气预报能力，提高预报水平。“这颗卫星不仅是帮助中国自己，全世界都会受益。”杨军说。
风云四号B星则更值得期待，它是风云四号第一颗业务星，它的发射将标志着风云四号正式进入业务，将使得我国静止气象卫星和气象业务全方位地升级提速。
杨军说，因为天气系统瞬息万变，瓢泼大雨可能转瞬即逝，以往气象卫星每隔半小时才能观测一次，很可能错过这些动向。而风云四号B星具备在静止轨道高精度分钟级成像能力，可以通过非常壮观、清晰平滑的动画，让天气系统的变化，第一次高清晰全天候地呈现在人们眼前。
“相信不久的将来，不管是卫星还是应用，我国应该都会达到国际领先水平。”唐世浩说。“在我退休之前，我认为应该是可以看到的。”他补充。
(本文图片由中国气象局供图)
卢健 中青报·中青网记者 邱晨辉
