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全球首顆風(fēng)力測(cè)繪衛(wèi)星發(fā)射升空
- 來(lái)源：繪宇測(cè)繪宣傳部
- 發(fā)布時(shí)間：2018-08-31
歐洲空間局（ESA）的風(fēng)神（Aeolus）衛(wèi)星于8月22日發(fā)射升空，執(zhí)行為期3年的任務(wù)，在全球范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)風(fēng)力。
▲圖| 風(fēng)神在發(fā)射塔內(nèi)，來(lái)源ESA
風(fēng)神衛(wèi)星是世界上第一個(gè)風(fēng)力測(cè)繪衛(wèi)星，它從法屬圭亞那庫(kù)魯?shù)墓鐏喣强臻g中心由一枚織女星運(yùn)載火箭發(fā)射升空。地面任務(wù)控制人員將在接下來(lái)的幾個(gè)月里校準(zhǔn)航天器上裝載的儀器，包括一個(gè)紫外激光系統(tǒng)，它將用于測(cè)量大氣層中最低30公里范圍內(nèi)的風(fēng)速和風(fēng)向。
ESA在1999年便批準(zhǔn)了風(fēng)神項(xiàng)目，但是開(kāi)發(fā)該衛(wèi)星儀器花費(fèi)的時(shí)間比預(yù)期要長(zhǎng)得多。制造一種能在真空中運(yùn)行的強(qiáng)力紫外激光器所出現(xiàn)的復(fù)雜情況曾是一個(gè)主要問(wèn)題。
一旦風(fēng)神衛(wèi)星開(kāi)始科學(xué)觀測(cè)，來(lái)自該項(xiàng)目的數(shù)據(jù)將被納入數(shù)字天氣預(yù)報(bào)，從而改善各國(guó)氣象機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)水平。
風(fēng)神是一項(xiàng)耗資4.8億歐元（5.5億美元）的項(xiàng)目。風(fēng)神衛(wèi)星重約1260千克，攜帶了一部直徑1.5米的望遠(yuǎn)鏡、一部散射接收組件和一臺(tái)多普勒測(cè)風(fēng)紫外激光雷達(dá)。該紫外激光雷達(dá)每秒觀測(cè)50次，每道激光束會(huì)激發(fā)出數(shù)十億個(gè)光子照向大氣。而每道光子束中，大概只有幾百顆光子會(huì)由于跟大氣分子的碰撞而恰好反射回衛(wèi)星。根據(jù)多普勒效應(yīng)，科學(xué)家通過(guò)輸出脈沖與反向散射信號(hào)間的延遲，就能計(jì)算出風(fēng)的方向、速度和移動(dòng)距
▲圖| 模擬圖，來(lái)源ESA
研究人員之前曾在飛機(jī)上使用類(lèi)似的激光系統(tǒng)研究特定區(qū)域的風(fēng)，但風(fēng)神項(xiàng)目將是第一個(gè)覆蓋整個(gè)地球的風(fēng)力測(cè)繪任務(wù)。如果風(fēng)神按計(jì)劃運(yùn)行，它的數(shù)據(jù)可以顯著改善熱帶地區(qū)的氣象預(yù)測(cè)水平，在地球中高緯度地區(qū)也能提高幾個(gè)百分點(diǎn)的準(zhǔn)確率。
“你可能認(rèn)為這并不是很多，但如果我們的預(yù)估水平能夠提高2%，對(duì)社會(huì)便能夠貢獻(xiàn)數(shù)十億美元的價(jià)值。”英國(guó)雷丁市歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）氣象學(xué)家Lars Isaksen說(shuō)。例如，更好的預(yù)測(cè)能夠讓人們更好地應(yīng)對(duì)風(fēng)暴。
隨著風(fēng)神衛(wèi)星的成功發(fā)射，地面任務(wù)控制人員計(jì)劃在9月啟動(dòng)激光系統(tǒng)，初始數(shù)據(jù)將在2019年1月底前到達(dá)，并在4月前合并到預(yù)測(cè)系統(tǒng)中。該項(xiàng)目的目標(biāo)是在衛(wèi)星收集到這些數(shù)據(jù)后的3個(gè)小時(shí)內(nèi)提供風(fēng)速測(cè)量數(shù)據(jù)。
“盡管這項(xiàng)任務(wù)只有3年，但如果風(fēng)神的技術(shù)被證明是可靠的，它將有助于為未來(lái)的風(fēng)力測(cè)繪衛(wèi)星鋪平道路?！比鹗咳諆?nèi)瓦世界氣象組織全球觀測(cè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)人Lars Peter Riishojgaard說(shuō)。
▲圖| 效果圖，來(lái)源ESA
到目前為止，氣象學(xué)家已經(jīng)拼湊出了來(lái)自各種資源的風(fēng)力信息，包括氣象氣球和飛機(jī)飛行。但還沒(méi)有衛(wèi)星能夠直接測(cè)量風(fēng)速，盡管科學(xué)家可以依據(jù)衛(wèi)星測(cè)量的云層移動(dòng)結(jié)果推斷風(fēng)速和風(fēng)向。
研究人員希望后續(xù)的任務(wù)不會(huì)花那么長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)開(kāi)發(fā)?！拔覀?cè)?999年便設(shè)計(jì)了這個(gè)家伙，”德比爾特市荷蘭皇家氣象研究所大氣物理學(xué)家Ad Stoffelen說(shuō)，“看到它飛起來(lái)真是太令人興奮了?！?/span>
圖盧茲市法國(guó)氣象預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)氣象學(xué)家Alain Dabas表示，風(fēng)神衛(wèi)星的激光無(wú)法穿透厚厚的云層，因此它將無(wú)法看清像颶風(fēng)這樣的風(fēng)暴系統(tǒng)。
但它將能夠追蹤其他現(xiàn)象，例如從撒哈拉沙漠吹來(lái)的灰塵，或者擴(kuò)散到不同高度的污染物羽流?！拔掖_信會(huì)有一些有趣的發(fā)現(xiàn)?！盨ara Tucker說(shuō)。她是美國(guó)科羅拉多州博爾德市波爾航天公司的一名工程師，從事風(fēng)力激光測(cè)量工作。