新華社北京2月27日電題：風(fēng)云四號衛(wèi)星“抓閃電”靠的是什么？

新華社記者白國龍

可秒拍500張圖、“捕捉”閃電的我國新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號，日前公布了首批靜止軌道閃電探測影像。閃電數(shù)據(jù)為2017年2月13日對澳大利亞西部地區(qū)的一次強(qiáng)雷暴的全過程數(shù)據(jù)，將該地區(qū)持續(xù)約6小時(shí)的強(qiáng)雷暴的產(chǎn)生、發(fā)展、結(jié)束全過程中的閃電發(fā)生情況完整再現(xiàn)。

風(fēng)云四號衛(wèi)星“抓閃電”的本領(lǐng)為啥這么強(qiáng)？能給我國閃電預(yù)警帶來哪些益處？記者日前采訪了風(fēng)云四號閃電成像儀的研制單位專家，揭開它“抓閃電”的奧秘。

“抓閃電”靠“超能力”

風(fēng)云四號搭載的我國首臺地球靜止軌道閃電探測儀器，由中國航天科技集團(tuán)公司五院508所研制，是我國首臺地球靜止軌道閃電探測儀器，填補(bǔ)了我國空基閃電探測方面的空白。

中國航天科技集團(tuán)公司五院508所閃電成像儀主任設(shè)計(jì)師鮑書龍說，閃電成像儀有一雙敏銳的“眼睛”，每秒可探測500張閃電圖，實(shí)現(xiàn)中國及周邊區(qū)域24小時(shí)不間斷的閃電實(shí)時(shí)探測，而這都源于它具備的“超能力”：

它能每2毫秒就探測一次中國及周邊閃電情況，探測速度是國內(nèi)大范圍閃電探測速度中最快的；它是遙感衛(wèi)星中的“壽星”，具有7年24小時(shí)超長的在軌不間斷實(shí)時(shí)閃電探測能力；它像個(gè)“大廣角”鏡頭，一次可實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)中國及周邊區(qū)域的閃電探測與監(jiān)測；它是個(gè)不休息的“攝影師”，舉起鏡頭，能夠?qū)崿F(xiàn)每秒6幀地面圖像的獲取，實(shí)時(shí)監(jiān)測云層、強(qiáng)對流氣團(tuán)的運(yùn)動；它還是個(gè)“智能型”選手，具有在軌探測算法全部更改能力，閃電探測效率能力強(qiáng)。

攻關(guān)十三載　打造閃電探測“黑科技”

在太空中探測的閃電是疊加在云層上的一個(gè)個(gè)離散的點(diǎn)狀目標(biāo)。由于云層對陽光的強(qiáng)反射，大部分閃電的亮度相當(dāng)于云層背景的十分之一，甚至百分之一。

同時(shí)，由于觀測范圍廣，觀測范圍內(nèi)的背景反差大，白天閃電淹沒在背景之中。因此，白天在軌實(shí)時(shí)探測大反差、強(qiáng)背景上隨機(jī)點(diǎn)源的閃電非常困難。

鮑書龍說，2003年，508所閃電成像儀項(xiàng)目組成立時(shí)，我國關(guān)于閃電探測的研究尚處于空白。從太空中看到的閃電是什么樣子，我們并不清楚，只能從美國NASA公布資料中的只言片語、歐空局公開的會議材料，甚至日本同類型產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)中摸索學(xué)習(xí)。

經(jīng)過十三年的探索攻關(guān)，研究人員先后掌握了大口徑超窄帶濾光片、高幀率大動態(tài)范圍面陣焦平面組件、閃電場景實(shí)驗(yàn)室模擬等數(shù)十項(xiàng)新技術(shù)。例如國內(nèi)自主研制的高幀率大動態(tài)高靈敏度探測器，使得閃電成像儀看得見黑夜中的細(xì)發(fā)、看得清強(qiáng)光中的秋毫，能夠適應(yīng)8000倍的亮度變化……這些新技術(shù)不為閃電成像儀獨(dú)屬，多項(xiàng)可應(yīng)用于我國高軌衛(wèi)星載荷研制。

閃電探測應(yīng)用廣泛、惠及多方

太空中的閃電探測，尤其是靜止軌道閃電探測，具有24小時(shí)不間斷、覆蓋范圍大、實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn)，是世界上有研制能力國家優(yōu)先采用的閃電探測方式。

據(jù)介紹，風(fēng)云四號閃電成像儀成功在軌代表著我國閃電探測的新起點(diǎn)，它將閃電探測結(jié)果與云圖疊加起來，可以實(shí)現(xiàn)對閃電災(zāi)害、強(qiáng)對流天氣的短時(shí)、實(shí)時(shí)預(yù)警預(yù)報(bào)，降低雷電、強(qiáng)對流天氣對我國航空、航天、航海、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、建筑、電力、通信等方面的危害。尤其在航空航線、海洋航線等全程閃電與風(fēng)暴的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)等方面，閃電成像儀能力突出。

鮑書龍說，閃電成像儀探測的影像產(chǎn)品不僅可以服務(wù)于我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，還可以惠及它凝視范圍內(nèi)的其他鄰國。

[責(zé)任編輯：楊凡、李輝]

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