2023年4月16日9時36分，風云三號G星在酒泉衛星發射中心成功發射，浩瀚的太空中又增添了一顆閃亮的“中國星”，這是國內首顆降水星。那么為什么這顆衛星被稱作降水星？它與其它的氣象衛星有什么不同？

**| 什么是降水星?**對降水星這個名詞，大家可能比較陌生，因為我國之前還沒有降水星。降水星，顧名思義就是探測降水的衛星。我們知道，降水是水循環的重要組成部分，在氣候變化背景下，強降水誘發的氣象災害及衍生災害頻發、多發，人們需要探知降水系統瞬時結構和全球分布特征以滿足防災減災、理解全球氣候變化的需求。**而探測降水需要既能發射脈沖波，又能接收被降水粒子散射回來的回波脈沖的天氣雷達才能完成。但由于山脈阻擋和探測距離的限制，建在地面的天氣雷達會出現監測盲區，同時在廣袤海域和沙漠也無法建設雷達。要解決監測盲區這個問題，可以利用衛星具有的在空中監測這些區域的特殊優勢，把降水雷達搬到衛星上，布設具有監測降水功能的衛星，實現強強聯合，這種衛星就是降水星。早在1997年美日聯合實施熱帶降水測量計劃（TRMM），發射了裝載降水雷達PR的TRMM衛星，并通過多種探測器聯合實現了降水的星載探測。風云三號G星是我國首顆搭載降水雷達對降水進行主動測量的衛星，是繼美國、日本聯合發射專用降水測量衛星之后國際上第三顆主動降水測量衛星，所以稱作降水星。| 風云三號G星有哪些探測降水的利器？**降水星與其它類型的氣象衛星最大的不同就是以降水雷達作為主要星載探測設備。而我國在2006年將研制降水測量衛星確定為發展第二代極軌氣象衛星的重點攻關方向時，國內還沒有人做過降水測量雷達相關的技術攻關，國內的陸基降水雷達，基本都是引進的美國WSR-88D新一代天氣雷達或其仿制雷達，這種雷達體積龐大，發射功率也非常強。所以研制一部小到可以裝到衛星上，且發射功率能保證探測星下遼闊區域的降水雷達，難度可想而知。下面我們就看看中國航天科技集團有限公司九院704所經過了十七年攻堅研制的星載降水雷達有多牛？

它采用Ku/Ka雙波段觀測，“慧眼”穿透力強，其單條軌道的觀測刈幅（衛星傳感器掃過的條帶寬度）可達300公里，可以清晰掃描區域半徑內的臺風、暴雨、暴雪等降水系統的內部三維結構，獲取精細的三維雨滴譜參數廓線、三維相態、三維降水率廓線等參數和遙感產品，識別降水類型、降水層高度等豐富的降水信息，反演得到比被動遙感監測更準確的降水強度數據。風云三號G星可以測到毛毛雨強度的降水，其降水測量能力整體優于國際上首顆降水雷達PR，與國際上第二代降水雷達DPR能力相當，部分指標略優于DPR。實現全球中低緯度地區云和降水參數的高精度遙感探測，技術指標達到國際先進水平。 除配置了主載荷降水測量雷達，風云三號G星還搭載了微波成像儀和中分辨率光譜成像儀2臺被動微波、光學成像遙感業務載荷，整星采用主被動微波載荷相結合的方案。

微波成像儀（降水型）捕捉降水云中的水凝物廓線資料，協同反演降水參數。由于降水雷達的觀測刈幅較窄但精度高，而微波成像儀的寬刈幅能大大提高降水測量的地面覆蓋率，可以得到整個路徑上的總降水，所以風云三號G星這兩種探測手段具有很強的互補性。同時，降水測量雷達可為被動微波反演提供豐富的云/輻射數據庫，支撐風云三號氣象衛星多星裝載的被動微波載荷在統一框架下建立反演模型，得到全球高時效降水產品。中分辨率光譜成像儀（降水型）單條軌道觀測刈幅達1200公里。它除用于獲取可見光/紅外云圖外，還可獲取云頂溫度、云頂高度、有效粒子半徑和云形態學方面的參數，輔助判斷降水云的存在。**| 降水星上天，能有多大作用？**首先，我們前面提到降水星能有效彌補降水探測盲區，使支撐天氣預報業務的數值天氣預報模式有了更加完整的降水初始場資料，數值天氣預報模式的預報場就能夠更加準確，可用性提高，所以，無論是天氣預報員，還是數值預報模式研發人員，都急切期待風云三號G星在相關領域的業務應用。其次，通過風云三號G星降水雷達與地面合理布網的天氣雷達融合應用，可實現全球三維大氣、云和降水結構探測，將應用于臺風、暴雨和其他極端災害性天氣監測預報預警；還可以幫助民航飛機爬升和降落過程有效避開“過冷水”，避免機體結冰，有力保障民航飛機的飛行安全；同時對降水機理研究和支撐人工影響天氣業務開展也具有非常重要的意義。作者 | 荀紀偉

高級工程師,畢業于南京氣象學院天氣動力學專業（現為南京信息工程大學大氣科學專業）。作者長期在天氣預報和氣象服務一線從事業務及管理工作。

來源: 荀紀偉