█ 贾朋群 李婧华

　　CGMS（the Coordination Group for Meteorological Satellites，气象卫星协调组织）是气象卫星系统的全球协调机构，该机构在气象卫星持有和运行机构与用户之间，架起沟通的桥梁，不仅促进了全球气象卫星观测网得以优化布局，还通过与用户的沟通让气象卫星数据的价值最大化。CGMS大约在每年夏季，通过召开大会很好地梳理全球气象卫星事业的进步，发现和解决气象卫星运行中的问题。更为重要的是，会议集中给出最新的研究和应用成果，通过交流，拓展气象卫星数据更多的应用。本文基于CGMS网对这次会议的报告（http://www.cgms-info.org/agendas/agendas/CGMS-45），主要通过参会报告人的图表，向读者解读这次会议的一些有新意的成果。

满足天气预报模式需求是气象卫星平台最大挑战 

　　来自WMO的Lars Peter Riishojgaard在这次大会上，介绍了2016年5月WMO在上海召开的“第六届不同观测系统对NWP影响”学术会议上的成果。他首先用卫星辐射数据对于24小时预报的影响（图1）说明卫星观测平台的重要性。之后又用卫星和其他平台上的辐射资料影响数据（图2）进一步说明卫星平台不可取代的意义。报告人还提示：附加数据的提供总是能改进预报技巧，而业务备份卫星数据经常能带来超越业务卫星的重大改进。

“事件驱动”快速扫描或成为新一代气象卫星的“标配” 

　　最早发射下一代地球静止轨道气象卫星——葵花-8卫星的日本，在会上介绍了该系列卫星“事件驱动”快速扫描功能。气象卫星一般工作程序是地球圆盘扫描，但大多数卫星具有针对特定目标区域的快速扫描能力，其目的是对风暴、火山喷发等突发事件，实施快速和时间加密的观测。日本气象厅和澳大利亚气象局于2016年2-3月合作开展了在南半球气旋多发季节卫星快速扫描系统，在此工作基础上，日本气象厅制定了启动快速扫描协议草案。该协议规范了通过电子邮件申请启动快速扫描的方式，可以优先针对热带气旋和火山喷发等事件，让卫星观测从常规模式进入快速扫描模式，以获取更加详尽数据。这样的目标区，涵盖了葵花系列卫星观测的南北半球领域，日本和澳大利亚气象部门的密切合作，已经使得该项新业务准业务化实施，快速扫描获取的数据则通过葵花云系统（Himawari Cloud）发布（图3）。

欧空局：借助哥白尼项目发力 

　　21世纪第二个十年开始，借助欧盟哥白尼空间项目，欧洲空间局获得的地球观测数据得到大幅度提升，其数据，特别是哨兵系列卫星数据，通过广泛传播日益受到关注（图4）。截至2017年5月22日，哥白尼卫星数据下载量达到24.43PB，98.8%用户，共计78321位注册用户下载了数据，哥白尼数据产品被下载了257万次。

印度气象卫星发展令人侧目 

　　在全球气象卫星体系中，印度气象卫星以往影响不大。实际上，上个世纪80年代开始，印度就开始了自己的气象卫星研发（图5），目前多颗在轨业务化卫星支持其气象业务的开展。不仅如此，印度气象部还研发了“产品和信息实时发布分析”系统，该系统基于互联网，可快速展示卫星数据和分析结果。该系统将升级为“下一代天气数据获取和先进可视化”系统，供用户在网上获取相关的气象卫星数据和产品（http://www.rapid.imd.gov.in)。

NOAA：下一代卫星进入准业务化

　　2016年11月顺利升空的GOES-R卫星，在完成初步调试后，入列成为GOES-16卫星，进入业务化前准备期（图6）。来自NOAA的报告人指出，该系列后续卫星按照计划将在2018年、2019年和2025年发射。不仅如此，NOAA还提出综合GEO和LEO两种轨道卫星数据，以更好地满足用户需要，尤其是临近预报的需求。

NASA：小卫星带来更多可能 

　　NASA一直是地球观测的主要引领机构，2017年6月，在轨气象系列卫星种类达到20个之多，到2020年还将有5个项目将6种探测仪器送入轨道。不仅如此，NASA的小卫星研发进入多发射期：3U和6U两个系列分别针对云中冰晶、云和气溶胶特征、大气层结、降水、涌升红外辐射谱和云向降水转化等展开观测（图7）。

俄罗斯气象卫星：3条轨道全覆盖 

　　国土位于北半球中高纬度的俄罗斯，作为最先发射人造卫星的国度，在气象卫星发展方面近年来进入了快速发展期。这主要表现在从2009年开始，除了在地球静止轨道（GEO）和极轨（LEO）两种卫星的频发发射计划安排外，从2019年开始，俄罗斯将尝试发射上述两种轨道之间的HEO轨道（High-Elliptic Orbits，高椭圆轨道）气象卫星（图8），以满足其大部分国土被卫星监测覆盖的要求。这些列入2016-2025年国家空间计划的发射，无疑能够极大提高俄罗斯地球观测的总体水平。

　　俄罗斯“北极-M”系列卫星（图9），其轨道的远地点和近地点分别为4万千米和1000千米，倾角63.4度，周期为12小时。负载有10个谱段辐射仪，可见光和红外分辨率分别为1和4千米，卫星重量为2000千克。

碳图：新常态 

　　利用碳观测卫星监测全球温室气体排放情况，让我们从“云图”时代跨入“碳图”时代。尽管不同的碳卫星技术，对城市或国家采样的覆盖程度不尽相同，因而导致分辨率和准确性的不同（图10）。然而，目前的技术，已经基本实现了碳排放全球覆盖监测，分辨率大约在3千米以内，准确性大约为1ppm。全球还需要给出一个综合系统，汇集包括各种碳卫星数据，结合实际观测和模式模拟结果等，给出全球碳排放的客观和权威的解读。

空间天气：国际合作让传感器更加靠近太阳 

　　目前，在地球大气边缘和外太空，28个飞行器上安装的17个操作系统在监视着太阳及其对地球大气环境的影响，这种监测在未来还会大大加强（图11）。在观测走向多平台的同时，空间天气经验和第一个概念模型，正在逐步形成空间天气事件的短临和预测能力。

气象卫星在更广泛的领域大展身手 

　　具有高分辨率的极轨气象卫星覆盖范围大，而气象静止卫星在时间分辨率上有明显的优势，是理想的全球监测工具。这种优势也被利用在环境等非气象领域，比如监测洪水、火灾、火山爆发、痕量气体和干旱等（图12）。来自NOAA的报告人介绍了NOAA利用气象卫星在上述非气象领域的业务产品，并指出未来NOAA将继续研究GEO和LEO卫星的融合，使其更好的应用在非气象领域。

日本葵花8卫星数据和产品的最新应用 

　　来自日本气象厅（JMA）的报告人介绍了葵花8卫星在数据和产品方面对的最新进展。葵花8卫星于2016年11月改进了其图像导航性能（image navigation performance）。葵花8卫星Level-2产品包括：大气运动矢量（AMV）、快速扫描AMV（RS-AMV）、台风附近低层AMV、晴空辐射（CSR）、高分辨率云分析（HCAI）和亚洲气溶胶光学厚度（AOD）。JMA对二级产品进行了评估，以RS-AMV为例，与JMA中尺度分析和高空观测相比，葵花8卫星RS-AMV数据更加可靠，但台风RS-AMV风速则相对探空观测有负偏差。世界气象组织区域专业气象中心（RSMC）-东京台风中心与JMA气象卫星（JMA/MSC）中心已经考虑利用葵花8卫星低层AMV数据（AMV，B03、B07和B13）来评估台风周围海面风速。JMA计划于2017年7月开始在业务中实施葵花8卫星低层AMV的应用（图13中）。

　　2017年3月，JMA/MSC对葵花8卫星的云顶高度算法进行了更新，主要改进了旧版本中对薄云云顶高度的估计偏低（图13下）。JMA还定期推出来自葵花8卫星全盘观测数据的AOD产品，该项针对亚洲粉尘的监测开始于2015年7月，并计划于2018年2月在AOD产品中引入JAXA算法。

国际气象卫星SCOPE-CM计划 

　　持续协调的环境卫星气候监测资料处理（SCOPE-CM）（图14），组织协调各卫星机构，使其在共同分担责任的基础上进行合作，生成全球气候数据记录（CDR）。SCOPE-CM第一阶段的项目已经全部完成，目前进行第二阶段项目的主要目标是确定用户的需求，并通过合作提高CDR生成的效率。目前进行的项目有：静止和极轨气象卫星对流层高层湿度CDR、极轨和静止卫星的地表反照率CDR、AVHRR基础CDR、静止卫星被动成像仪观测的相互校准、无线电掩星的气候数据集、国际卫星云气候计划ISCCP云产品、极轨和静止卫星的AMV和晴空辐射。目前SCOPE-CM继续关注成熟CDR产品生成，强调向可持续生产过渡，并专注于各机构和组织的协调和维持。

WMOOSCAR/Space推出新版本

　　OSCAR/Space是关于卫星计划、设备和变量的主要资源。OSCAR/Space目前包括81家机构，673颗卫星和949种仪器，现已推出新版本2.0（图15），目前正在开发空间天气部分，并进行透明差距分析（Transparent gap analyses）和评估。

下一代地球静止卫星的数据交换 

　　EUMATSAT强调了审查和更新印度洋地区的地球静止卫星的基本数据和产品清单。目前与EUMATSAT进行数据交换的卫星有：ISRO的INSAT-3D卫星、JMA的葵花8卫星和NOAA的GOES-16卫星（图16）。与俄罗斯气象局（Roshydromet）的Elektro-LN2卫星的数据交换正在建设中，未来也将实现与CMA的风云4号卫星的数据交换。

气象卫星产品的调查：用户反馈

　　WMO秘书处的报告人介绍了其开展的卫星产品调查结果（图17）。该调查分为三个部分：GEO卫星数据的获取和使用、LEO卫星数据的获取和使用以及卫星产品应用和培训。共有来自206个国家的215名用户参与了这项调查。调查显示，用户普遍关注卫星产品在土壤湿度、闪电、海洋盐度、温室气体和内陆水体方面的应用，并且迫切需要卫星产品应用的相关培训。