0 引言：关于NSC

　　2015年4月27日—5月1日，2015年NOAA（美国海洋大气管理局）卫星大会（NSC）在马里兰州的Greenbelt成功举办。来自全球相关领域（气象卫星信息的用户和提供方）的650位学者报名参会，因会议接待能力关系，大约100人不得不在会前等候空位，可谓盛况空前。为了配合这次大会的召开，从4月22日开始，卫星遥感跨机构工作组会议、GOES数据技术工作组会和NOAA GOES数据国际用户培训等在会前相继举办，为大会的召开烘托了人气，也增加了技术含量。

　　作为东道主，NOAA大约有200人参会，而NOAA的合约人和外围机构的参会人员达到240人。在国际学者方面，包括中国在内的全球39个国家和地区的大约100人参加了会议。会议分5个板块，安排了近70个报告，使得整个会议紧凑和内容十分充足。特别是，大会的主题定位于“准备未来的环境卫星”，使得大会成为各气象卫星国和组织争相展示未来气象卫星全貌的舞台。本文主要依据美方报告，介绍大会反应出来的未来气象卫星领域的新理念。

　　2013年3月，第一次NSC召开，当时NOAA局长沙利文到会并致开幕词。首次会议50多个大会报告，以及近200个Post报告和20多个展商参展，让会议取得圆满成功。会后，主办机构还专门制定了总结报告，还针对会议上代表们提出的34个涉及各卫星传感器数据、培训、数据管理等问题，发表了《2013年NSC行动和反馈》报告（部分问题和回复，见4期附录）。

　　2013年会议取得很好的效果，也让NSC成为大约每2年举办一次的系列会议，当然，会议并没有按照一般学术会议那样，被冠以“XX届”，而是用举办年区分，也许是为了具有更好的灵活性和时代感。

　　但是，无论NSC如何演进，从首届会确定的大会全称，即“面向直读以及GOES/POES和GOES-R/JPSS用户的NSC”并没有改变，也就是说NSC实际上是用户大会。但是，从连续两次会议结构上看，NSC倡导的是“气象卫星信息的使用者和提供者的直接交流”，这也应该是NSC最显著的标签。此外，2015年大会还给出了一个“热点主题”，即“准备未来的环境卫星”，正是这一主题，让这次会议具有了“承上启下”的意味，尤其值得关注。

　　未来10年，新一代地球静止卫星GOES-R系列，JPSS和EUMETSAT极轨卫星，将给气象卫星数据的速率、容积、获取和内容等方面带来重要的改变。新的卫星系统带来的这些改变将影响到当前和未来所有环境卫星用户，特别是直接从卫星接收数据的用户。

　　当下一代卫星业务化后，所有用户将要更新当前的接收设备和基本数据处理软件。这时，NSC的召开无疑会让这样的技术过渡变得更加平稳和有序。特别是，一些伴随天基观测技术进步带来的，让天气气候预报业务能力同步提高的思想碰撞，也许是会议背后更深层次的收获所在。

　　本次大会，在展示天基观测新技术的同时，也有一些天气气候预报新理念浮现，而这些创新性的思维，更多来自预报一线熟悉和每天在应用卫星数据的用户。本报告作为会议报道的第二部分，结合会议文件对日本和韩国气象卫星进展进行评介。报告附件基于大会和其他最新信息，简要给出其他一些气象卫星国或地区和组织的动态。

1 日本葵花-8卫星：率先突破引领全球下一代静止气象卫星

　　日本气象厅卫星项目主任（隶属于气象厅数据处理局的系统工程部）在大会开幕式后，做了论述日本地球静止卫星发展的报告，特别是针对最新发送升空的葵花卫星技术突破和资料使用，进行了全面的描述。报告副标题“葵花端口和葵花云的数据应用（Data Utilization via HimawariCast and HimawariCloud）”，因为旗帜鲜明提出了“云”理念，使其现代气息大增。

　　日本地球静止卫星的发展（图1.1），实际上暗合了始于1977年偏向气象业务应用的葵花系列卫星的发展历程。如果说美国的S-NPP卫星开创了新一代极轨气象卫星之先河，那么2014年最新升空的葵花-8卫星，则是下一代地球静止卫星的先锋。日本地球静止气象卫星也从GMS过渡到MTSAT之后，进入了静止卫星技术突破的新阶段。日本气象厅以葵花-8和葵花-9卫星，开启其下一代地球静止气象卫星的时代，在国际上具有领先优势，这既有其近40年地球静止气象卫星开发历史做基奠，也有其受益于与美国等国开放和共同开发技术战略的成分。

　　

　　葵花-8卫星2014年的成功发射并在2个月在轨测试后首次获得图像（图1.2），必将成为人类地球静止气象卫星发展里程碑事件。该卫星每10分钟即可获得一幅完整全彩色图像（图1.3），仅为MTSAT卫星需要的30分钟的1/3，而针对日本国土和敏感区域的扫描战略，更是缩短到2.5分钟，可以极大地提高资料获取的时效。

　　按计划，葵花-8卫星2015年4月开始业务化前试验，如果试验顺利，2015年7月实现完全业务化。其备份星葵花-9预计在2016年升空，两颗卫星的业务定点均位于东经140度。

　　葵花-8卫星的另一个亮点，是明确提出“葵花云”（HimawariCloud）的理念（图1.4）并应用于卫星数据服务。目前，葵花云向每个国家的主管气象部门指定的1个机构提供1个账号，提供实时资料（上图a）。历史资料服务则针对所有非营利的研发用户，由日本科学组织（Japanese Science Group）提供（上图b）。此外，葵花云还借助世界气象组织的WIS（WMO信息系统）端口以及JDDS（JMA互联网FTP向各国国家气象部门提供数据备份）提供数据服务（上图c、d）。目前，葵花云能够提供3种数据，每天的数据量接近400G（图中表），葵花云整体的业务化有望在2015年中实现。

　　

　　利用云技术，葵花-8卫星数据在观测开始8分钟之内，第一个扫描数据段（每次HSF图像扫描数据被分为10个数据段，每个数据段含有16个通道数据文件）即可以下载（图1.5），最后1个数据段的数据在扫描结束后的7分钟内即可下载。借助“云”技术，葵花-8卫星真正实现了天上观测与地面数据的转同步数据获取。

　　在星载传感器方面，葵花-8卫星的大幅度改进，与设计中的GOES-R等卫星类似，即首先体现在探测通道数量的增加上。例如，AHI可见光通道从原来的1个增加到3个，红外和近红外从4个增加到13个，总计通道数达到16个（图1.6）。图像的空间分辨率，在可见光频道，从1km提高到0.5km；红外频道则从4km提高到了2km。在时间分辨率方面，从原来的1小时提高到每10分钟完成一次全景圆盘扫描，有限区域扫描更是减少到了2.5分钟一次。

　　

　　时空分辨和通道数量的大幅度提升，使得葵花卫星基准产品（Baseline DAY-1 Products）的质量获得极大提高，特别是以下几种产品：

　　-云产品（包括快速发展的对流云）

　　-大气运动矢量（AMV）产品

　　-气溶胶（包括亚洲沙尘)/火山灰监测产品

　　上述高质量的卫星数据和产品，会在数值天气预报、激烈天气监测和环境监测等方面，提高气象部门的能力。目前，日本气象厅在CGMS的框架下，与EUMETSAT和NOAA/NESDIS合作开发产品。因为美国和欧洲的下一代地球静止卫星与葵花-8/9的很多星载仪器和性能相似，这种开发无疑让多方获益。一些云产品的例子在图1.7中给出。

　　

　　在图1.8中，对比了两代静止气象卫星在大气运动矢量（AMV）探测的改进。图中给出了葵花-8卫星的B13通道与MTSAT-2IRAMV图像产品，两颗星共同探测的时间是2015年1月14日1700UTC。

　　葵花-8获得的包括大气运动矢量在内的产品（图1.9），在经过确认后，都将通过邮件（通过IWW）通知数值天气预报用户，这类产品也将通过GTS上传到BUFR供用户使用。

　　

　　高分辨率的静止气象卫星产品，特别是大气运动矢量产品，能够改进NWP模式减少对台风等的预报误差。例如，台风路径预报误差平均减少率约为8%。对台风风场预报也有显著改进。

　　日本代表在大会上还就计划对2015年11月由日本气象厅主办，包括中国在内的其他6个国家和组织协办的“第六届亚太气象卫星用户大会（AOMSUC-6）”进行了说明。会议目前确定了包括“葵花-8卫星的状态和应用”在内的9个主题，葵花-8卫星数据和产品的应用将在11月13日会议的最后一天重点介绍。

2 韩国气象卫星平台内容逐渐丰满

　　会上，韩国气象局（KMA）国家气象卫星中心的Sang Jin LYU做了关于KMA气象卫星现状和未来计划的报告。KMA气象卫星的发展，无论是极地轨道还是地球静止轨道，均起步于1992年（图2.1），且20多年来一直保持高速发展的态势，几乎每1-2年，都有新的卫星升空，尤其是2010年地球静止轨道卫星COMS（通信、海洋和气象卫星）的发射和计划在2018年实施发射的下一代GK-2A星，以及计划在2018年及之后几年发射的多个极轨卫星，不仅引起了全球关注，也使韩国据此跻身世界具有极轨和静止双轨道气象卫星国家行列。

　　

　　实际上，韩国的下一代地球静止卫星的主要成像设备与美国下一代静止气象卫星GOES-R卫星成像设备类似。韩国还计划发展低轨道（LEO）卫星，加载合成孔径雷达（SAR）主动遥感设备（图2.2）。这方面的研究计划在2012—2013年已经完成，2015—2016年进入预算安排阶段，2017年开始卫星研发，在2022年前后发射和使用。未来两条轨道上的卫星将共同形成的业务平台，相互补充协同，将为改进预报准确性、激烈天气监测和认识气候变化等提供重要数据基础。

　　目前业务静止卫星COMS，是韩国第一颗多用途卫星，但主要应用领域是气象和海洋，兼顾通信使命。COMS卫星的开发经历了6年（2003—2008），设计寿命是7年，即估计业务化运行能够持续到2017年（2010年6月发射，2011年4月业务化）。COMS针对朝鲜半岛的加密扫描，每小时可以进行8次，不到10分钟可以完成一次，这对灾害天气的监测起到了关键作用。圆盘扫描需要3小时，但对北半球的加密扫描可以缩短到每15分钟一次。因此，COMS各种加密扫描模式，可以基本满足韩国预警监测和区域模式的需要。

　　目前，COMS运行稳定，2011—2014年资料可获取率达到了99.31%的较高水平。韩国还和斯里兰卡、菲律宾、老挝等亚太国家合作，向这些国家提供接受设备、业务监测和分析系统以及技术支持和培训，很好地扩大了COMS卫星的价值和影响。此外，KMA还通过承担WOM二区协示范虚拟实验室项目（VLab）开展培训和亚太及国际各种气象卫星相关的协调和工作会议，扩大其影响力（如，第19届TOVS国际会议，图2.3）。

　　 

　　COMS卫星数据，特别是经过质量检验的AMV（Atmospheric Motion Vector，大气移动矢量）、海冰和雪盖等数据，已应用于数值天气预报，并且带来1%准确率的改进，这主要归功于COMSAMV同化。而基于COMS探测开发的CSR（ClearSkyRadiance，晴空辐射）数据更是为数值天气预报带来了2.6%的改进。COMS资料和产品还广泛应用与航空天气、空间天气等领域。

　　图2.4给出目前在轨的韩国极轨卫星（KOMPSAT系列）以及COMS卫星的换代卫星，Geo-KOMPSAT-2A（前面加前缀Geo）研发计划。预计在2018年升空的2A星，在2012—2018年的设计阶段就与2B星在星载仪器上明确了分工，即2A星装载气象和空间天气传感器，而2B星专注于海洋和环境探测。2A星相对于COMS的改进，与美国等换代卫星类似（图2.5），星载的主要仪器，如微波图像仪（MI）改进为先进微波图像仪（AMI）之后，空间分辨率提高4倍、时间分辨率提高4倍，扫描频道是原来的3倍，获得的产品数量是原来的3.5倍。其中，每2分钟即可完成对韩国扫描，最终产品的数量将会达到52种。

　　 

3 小结和讨论：KMA和LMA均是下一代气象卫星主导者

　　气象卫星协调组织认为，下一代地球静止卫星的开发者，包括了NOAA,ISRO,JMA,CMA,KMA,ROSHYDROMET和EUMETSAT等7家机构，其中东亚就有3个国家，中国、韩国和日本。2010年代末，随着下一代卫星的升空和投入业务，各国在卫星遥感能力提升并促进业务能力上台阶的竞争中，很可能出现新的格局。其中韩国和日本，因为其技术把握充分、规划早和地面系统灵活等特点，很可能在一些局部领域走在全球前列。在这次大会上，韩国代表在报告中明确提出了也要举办气象卫星大会的设想，就是一个强烈的信号。而日本和美国“捆绑”，继TRMM之后成功执行GPM，更是走在世界的前端。

　　韩国气象卫星发展的早计划和长研制周期，是确保其卫星品质和适用性的主要特征，而韩国卫星往往贴有“多用途”标签，对于这个国土范围并不广大的国家来讲，既能够理解，也是其迈向卫星强国中实现足够经费支持的思路。

　　日本在战后崛起，其科技水平一直位于世界前列。而在气象卫星发展中，其与美国的密切合作是一大特征。但是，从葵花-8在美国同类卫星GOES-R卫星升空前的率先发射可以看出，日本在合作中全盘的技术本地化和勇于超前的做法，不仅让世界重新认识了日本气象的能力，更是国际合作之中“共赢”的典范：即今后的合作，也许各方都具有的技术上的绝对领先优势或者不可替代领域，才是最高效合作的模式，而GPM是这样模式的另外的一个样板。

　　本附录基于NOAA卫星大会信息以及最近1—2年国际和区域气象卫星相关会议（例如，2014年在上海举办的亚太卫星会议等），给出本文阐述的国家和地区以外卫星发展情况。有关小卫星技术的发展等，本刊另文专门介绍。

•  巴西：多功能和资源卫星系列中关注天气气候探测

　　巴西是南半球大国，对包括天气气候信息在内的卫星遥感需求十分迫切。上个世纪90年代陆续开展了研究和应用，其中中国-巴西在资源卫星上的合作时亮点。2015年4月，中巴双方决定，正式启动中巴地球资源卫星项目04A星的研制工作，新卫星的预计发射时间为2018年。目前，中巴执行资源卫星合作项目，已成功发射了4颗资源卫星，其中2014年12月成功发射的中巴地球资源卫星04星设计寿命约为3年，04A星将保证中巴地球资源卫星项目的用户继续获取卫星图像等服务。

•  WMO 三区协（南美洲）卫星用户：各类卫星的需求在增加

　　WMO三区协国家和地区，即南美洲，近年来对各种气象卫星数据的利用获得了极大的增加，这些卫星大多属于欧美等气象卫星大国。虽然目前，南美应用中国风云卫星的用户很少，但是，针对未来卫星使用的调查结果显示，未来南美地区大于6%的用户计划使用中国风云系列卫星。

•  阿根廷：借助培训和提供试验平台求发展

　　阿根廷气象局2013年和2014年通过分别举办培训和实验平台活动，成功地将国外专家请来，一方面帮助培训国内气象卫星人才，同时借助其观测数据平台，为各国科学家提供针对性研究的舞台，引导和帮助本国学者进一步认识和应用卫星数据，提供业务预报能力。

•  中国台湾：借助与美国合作的COSMIC-2项目再次让全球瞩目

　　中国台湾地区，频繁遭受台风灾害，而预报台风侵扰台湾岛，需要借助大量来自海洋的观测数据，然而海洋观测站的稀疏分布，让中国台湾当局最早关注了可以给出全球地表均匀分布、高质量大气探测数据的GPS RO（GPS无线电掩星）技术。

　　2006年4月，美国和中国台湾实施COSMIC-1,6颗低轨道卫星相继送入太空，每天提供大约2000条高质量全球均匀覆盖的掩星观测信息，比较好地解决了台湾岛东南大片海洋区域资料空白的问题。COSMIC-1的成功，为双方继续实施COSMIC-2项目提供了很好的背景和支撑。尽管美国方面就与中国台湾继续合作该项目出现很多争议，但是，中国台湾就COSMIC-2项目投入1亿美元，最终还是说服了美方各界，COSMIC-2项目可望从2016年开始，让各方受益。

•  澳大利亚：应用为主，利用各方卫星数据提高核心业务能力

　　尚没有发射自己的气象业务卫星计划的澳大利亚，面对各国的气象卫星，首先在国内建立了8个卫星接收站，尽可能多地接收涉及澳大利亚陆地和周边海洋以及南极地区的卫星数据。针对葵花-8卫星的发射，澳方制定了5年计划以更好地应用该卫星数据。针对中国气象风云卫星，澳方也通过TARS（系留气球雷达系统）给予支持。

•  俄罗斯：卫星大国的风范不减

　　率先发射了人类第一颗卫星的俄罗斯，目前建立了其多轨道的地球观测卫星体系，其中，例如针对北极的大椭圆轨道卫星等，具有技术上的先进性和对其国土主要位于高纬度地区的实用性。5个系列的卫星发射计划已经制定到2020年。