2023年8月3日11时47分，由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制的风云三号F星成功发射，作为上午轨道卫星风云三号C星的接替星，其定标精度提升约1倍，定量化观测能力全面提升。该星搭载新研制的2台紫外高光谱探测仪、升级的3台风云卫星家族先进载荷，将开启我国风云卫星紫外高光谱探测新篇章，进一步提高对大气温湿度垂直廓线、大气痕量气体及地球辐射收支能量的观测精度。
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风云三号F星。中国航天科技集团有限公司八院供图
“三维扫描”分层更精细，台风暴雨捕捉更精准
近年来，极端气象灾害给全球带来巨大的生命财产损失。台风暴雨区域的大气温湿度分布可以描绘台风暴雨位置及强度等信息，台风暴雨区域大气温湿度分层越精细，台风暴雨信息刻画越精准。
据中国航天科技集团有限公司八院有关负责人介绍，卫星高频次、高精度大气温湿度廓线信息不仅对数值天气预报精度的提高和气候变化预测与评估具有重要意义，而且对区域和中小尺度天气、短临天气，特别是台风、暴雨等重大灾害性天气预报精度的提高具有重要贡献。
风云三号F星搭载了先进的微波温度计、微波湿度计、红外高光谱大气探测仪三台仪器探测大气温湿度廓线。相比C星，风云三号F星大气垂直探测通道数量提升近47倍，微波温度计大气探测通道17个，微波湿度计大气探测通道15个，红外高光谱大气探测仪探测通道有三千多个。通道越多，大气垂直分层探测越精细，意味着这台大气温湿度“CT机”垂直分层能力显著提升，对大气温湿度分层认知更精准。
同时，通过微波和光学大气探测仪器深度联合，充分发挥微波通道不受天气影响及高光谱探测通道更精细的优势，可探测人眼难以捉摸的大气温湿度廓线信息，为大气做更精准的“三维扫描”，可提示未来几小时哪些区域将会发生强对流等极端天气，更加精准地捕捉台风、暴雨等大气温湿度分层信息，让台风暴雨“有迹可循”，全面提升我国在全球数值预报、防灾减灾等方面的综合能力。
开启我国风云卫星紫外高光谱探测新篇章
痕量气体是大气中浓度低于十万分之一的粒子，主要有臭氧、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等，对全球大气环境及气候变化起着潜移默化的作用。卫星高精度、高频次的全球大气痕量气体时空分布特征和变化趋势的动态监测，对全球大气环境治理和应对全球气候变化起到非常重要的作用。
据介绍，风云三号F星装载了2台新研制的紫外高光谱遥感仪器，紫外高光谱臭氧天底探测仪通过对地观测实现对臭氧总量的高精度观测，紫外高光谱臭氧临边探测仪通过对大气侧面扫描实现对臭氧廓线的高精度观测。卫星成功发射，标志着我国风云气象卫星迎来紫外高光谱探测的新篇章。
卫星搭载的紫外高光谱臭氧天底探测仪用于紫外可见光波段探测，探测通道数量近千个，幅宽达2900km，空间分辨率优于7km，仪器正面“俯视”地球大气，犹如一台“超广角CT机”，可以实现每天一幅全球大气微量成分探测图像，相较于国内外同类型紫外探测仪器，其在光谱分辨率和空间分辨率上均有大幅度提升，达到国际同类载荷先进水平。仪器通过超广角天底探测对全球臭氧总量和臭氧垂直廓线进行动态监测，同时对二氧化硫、二氧化氮等大气重要痕量气体以及气溶胶等进行探测，为气候变化研究和环境监测提供重要数据支撑。
记者了解到，不同于天底探测，临边探测就是仪器“侧视”大气进行垂直向扫描，获取大气垂直廓线信息。紫外高光谱臭氧临边探测仪是我国首台利用临边观测模式进行紫外可见波段高光谱大气探测的业务载荷，获取全球臭氧垂直廓线、二氧化硫和二氧化氮柱总量以及气溶胶信息，主要用于气候变化、大气化学以及大气环境研究。
上述负责人表示，紫外高光谱臭氧临边探测仪的探测通道数量有两千余个，垂直分辨率优于3km，工作时如同“侧视扫描仪”对大气痕量气体进行高精度扫描探测，性能指标达到国际同类载荷先进水平，填补我国风云卫星紫外高光谱临边大气探测的空白。
新京报记者 张建林
编辑 刘梦婕 校对 朱名恬
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