4月16日，中国在酒泉卫星发射中心成功发射了风云3号G星，是风云气象卫星家族中的第20颗卫星，主要用于灾害性天气系统强降水监测，提供全球中低纬度降水三维结构信息。作为中国第一颗特殊的降水测量星，这颗卫星有什么“独特的技能”？你将如何在轨道上工作？
搭载中国首套“空中雨量计”
(资料图)
降水是全球水循环中的一个重要过程。降水量和降水时间和空间分布的变化将极大地影响人们的生活。传统上，降水数据的获取主要是通过雨量计和基础雷达。然而，由于地面设备配置数量有限，分布不均匀，很难获得大规模、高空间分辨率的地面降水信息。
风云3号G星配备了中国首套“空中雨量计”-双频降水测量雷达，具有雷达观测分辨率高、卫星观测范围广的优点。
这意味着风云三号G星有能力从上到下获取三维结构信息，就像“CT扫描”大气降水一样，从而获得精细的降水三维结构信息。
具体来说，卫星通过向大气发射无线电磁波信号，接收大气中不同高度层的降水颗粒反射信号，获取垂直方向不同高度层的降水结构信息，实现垂直方向的降水探测。同时，卫星利用雷达跨轨扫描能力，实现水平降水探测。
首秀升级版气象“千里眼”
为了进一步提高对台风、暴雨等灾害性降水的高精度观测，卫星除了双频降水雷达外，还配备了新升级的仪器微波成像仪。
微波成像仪通过探测不同频率段下物体对外辐射信号强度的差异，获取大气、陆地、海洋表面等观测对象的信息，然后转化为与人们生活密切相关的物理参数，如海风速、海冰分布、地表温度、大气降水、土壤湿度等，最终形成多维图像。
升级后的微波成像仪作为气象领域的“千里眼”，可以接收地球大气10GHz到183GHz的微波辐射能量，获取台风内部温湿度结构、台风强度、台风影响区雨强等关键信息，预测台风未来发展，准确脉搏台风暴雨。
采用特殊的低倾角轨道
风云3号G星的运行轨道高度为407公里，是风云气象卫星家族史上“飞行最低”的成员。目前，低轨道卫星大多采用太阳同步轨道，轨道倾斜略大于90度，风云3号G星采用50度倾斜的低倾斜轨道，是中国第一颗低轨道非太阳同步倾斜轨道气象专用星。
为什么不使用太阳同步轨道呢？专家指出，太阳同步轨道上的卫星每个圆都会经过地球的南北极，对极地区的观测效率较高，但对中低纬度地区的观测效率较低。风云3号G星主要用于观察大气降水现象。根据全球降水分布，其运动范围应集中在中低纬度之间。低倾角轨道可以更好地覆盖中国台风降水密集地区，提高观测频率和预测精度。
在低倾角轨道上运行也使风云3号G星面临不断变化的光照条件。太阳定期出现在轨道表面的两侧。在一段时间内，太阳照射到卫星的左侧。一段时间后，太阳将照射到卫星的右侧。为了保持稳定的热环境，卫星可以在3分钟内完成“自动转弯”，实现正飞和倒飞之间的灵活切换，使卫星始终面向同一侧的太阳。
在未来的业务运营中，风云3号G星将充分发挥这些“独特技能”，与风云3号“黎明星”、“上午星”、“下午星”功能相辅相成，形成完整的低轨道气象卫星业务综合观测能力，将预测精度提高3%左右，预测时效延长24小时左右，气象灾害监测时效提高近1倍，为台风、暴雨、暴雪等灾害性降水提供高精度观测数据。(完)
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