[科普中国]-同步气象卫星

基本概念

人造卫星用于气象观测，可以从地球大气外层的不同高度鸟瞰大气，获得全球气象资料。这些气象资料是大量的、大面积的，而不是一个孤立的点。用卫星收集气象资料速度快，传送观测结果迅速，提早发现台风、飓风等危害极大的热带风暴。

同步气象卫星取圆形轨道，高度约为3-4万公里，其轨道平面与地球赤道平面重合，运行周期与地球自转周期相同，因而它与地球之间的相对位置保持不变。同轨道经过南、北极的极轨卫星相比，同步气象卫星能对中、低纬度地区的台风发生、发展和移动以及对热带高空环流进行有效的探测、跟踪和监视。台风形成在茫茫海洋，用常规探测，在台风形成的初级阶段是难以发现的。1

同步气象卫星系统是一个综合性和多功能的气象资料收集系统，它不仅通过卫星拍摄大气云图，而且转发和广播地面收集的气象资料。此外，系统本身还要完成卫星的定轨和测控工作。1

主要作用同步气象卫星系统的基本使命是：（1）通过星载可见光和红外扫描辐射仪获取卫星云图、观测云和大气的温度分布；（2）通过卫星来广播云图和气象传真图片；（3）收集地面气象观测站得到的常规气象资料；（4）检测太阳质子等。

主要仪器设备SMS/GOES卫星上装载的主要仪器有两种：可见和红外自旋扫描辐射计，确定云顶温度、云高、云量和由云的移动来探测高空风场；空间环境监测器，用于监测太阳活动，如日冕、电子和质子能流以及地磁场的变化。此外，该卫星还收集各种观测平台和自动气象站（如河流测站、海洋浮标、船舶、气球和飞机）所观测的气象和环境资料，并中继发给地面用户。SMS/GOES卫星在赤道上空地球同步轨道上工作期间，曾几度根据特殊需要调整其所处的经度，以最佳获取所需气象资料。同步气象卫星在赤道上35,880公里高处环绕地球。它的轨道可以使它环绕地球的公转周期与地球的自转周期相等，因此它可以不断地向地面输送地球表面一个地区的可见光和红外线图片。一般新闻报道使用的图片都是同步卫星的图片。

发展与应用同步卫星用于气象观测具有特殊的功能，这种功能是使用极轨卫星和常规气象观测站无法达到的，尤其是在预报飓风一类的热带风暴方面最为显著。美国、日本、西欧各国对于发展同步卫星的气象卫星有极大的兴趣，至今已经形成全球性同步气象卫星网，提供着大量宝贵的气象和军事情报。

美国于1974年5月发射了第一颗同步气象卫星——SMS1，此星定泊于西经70°；次年美国又将第二颗这样的卫星——SMS2送入西经140°的同步轨道。这两颗星是试验性的。此后于1975-1977年又先后发射两颗同步气象卫星，即静止环境业务卫星（GOES1和GOES2），正式开辟了同步卫星的气象业务。1

日本于1977年委托美国发射了一颗同步气象卫星——GMS，此星位于东经140°，高度约35900公里，对地观测角为17°24′。以此星下点为中心，半径约6000公里的广大范围，东起夏威夷，西至巴基斯坦，都在它的观测范围之内。我国80%以上地区及整个邻近海域也都处于它的观测区域之内。1

“METEOSAT” 卫星原为法国的同步卫星计划，1971年后改由欧洲空间研究组织来实现该计划。该卫星将位于赤道上空西经10 度和东经10 度之间，规定卫星寿命为4 年。卫星所携带的仪器需完成三项任务：拍摄可见光和红外光云图、收集资料和传递资料。2

目前正在运行的同步气象卫星有中国的风云2号，美国的GOES-11和GOES-12、日本的MTSTAT-1R。GOES-11位于135°E，太平洋东部。GOES-12位于75°W，亚马逊河上，主要为美国提供气象信息。MTSTAT-1R 位于140°E。 欧洲人使用大西洋上的METEOSAT-6、-7和-8以及印度洋上的METEOSAT-5。俄罗斯的同步气象卫星位于莫斯科南部的赤道上，称为GOMS。印度也有用于观测气象的同步卫星。