向日葵系列卫星

向日葵(日语:ひまわり、英语:Himawari)是日本气象厅用于气象观察的地球同步卫星之统称,此名称为该系列人造卫星的昵称。气象卫星1号至5号的正式名称为GMS(Geostationary Meteorological Satellite,对地静止气象卫星),多功能运输卫星6号与7号的正式名称为MTSAT(Multi-functional Transport Satellite,多功能运输卫星)。“向日葵”系列卫星是世界气象组织(WMO)与国际科学理事会(ICSU)共同合作的全球大气研究计划日语地球大気開発計画(Global Atmospheric Research Program)其中的计划之一,其提供的气象情报包括东亚至太平洋等周边。

自1977年首颗卫星Himawari 1(GMS-1)发射以来,Himawari系列卫星已成为亚洲和西太平洋地区气象观测和预报的关键工具。目前最新的Himawari 8和Himawari 9卫星,分别于2014年和2016年发射,协助人类进行观测气象数据,气象预报、台风追踪、灾害监测等等。其最大特色为,Himawari卫星能够同时观察到可见光、近红外光及红外光三种光谱,总计16个波段,这16个波段所能够提供的资讯包含高品质的卫星云图(云的光学厚度、种类、温度和高度等物理参数)与高时间分辨率观测资料(每10分钟or每2.5分钟就更新一次资料),详细资料请继续往下阅读。

各系列卫星

 
该系列卫星均取名自向日葵
卫星名称 发射日期 停止运作日 发射地点 运载火箭 卫星平台
向日葵日语ひまわり (人工衛星) (GMS) 1977年7月14日 1989年6月30日 卡纳维拉尔角空军基地[1] 三角洲2914型运载火箭 HS-335
向日葵2号 (GMS-2) 1981年8月11日 1987年11月20日 种子岛宇宙中心 N-II运载火箭2号 (N8F) HS-378
向日葵3号 (GMS-3) 1984年8月3日 1995年6月23日 N-II运载火箭6号 (N13F)
向日葵4号 (GMS-4) 1989年9月6日 2000年2月24日 H-I运载火箭5号 (H20F)
向日葵5号 (GMS-5) 1995年3月18日 2005年7月21日 H-II运载火箭3号 (TF3)
未来号 (MTSAT-1) 1999年11月15日 发射失败 H-II运载火箭8号 (F8) LS-1300
向日葵6号 (MTSAT-1R) 2005年2月26日 2016年末 H-IIA运载火箭2022型号 (F7)
向日葵7号 (MTSAT-2) 2006年2月18日 运作中 H-IIA运载火箭2024型号 (F9) DS2000日语DS2000
向日葵8号 (Himawari-8) 2014年10月7日 H-IIA运载火箭202型号 (F25)
向日葵9号 (Himawari-9) 2016年11月2日 备用中 H-IIA运载火箭202型号 (F31)

昵称起源

宇宙开发事业团(NASDA)初期的卫星均取名自不同的植物,其命名方式源于初代理事长岛秀雄日语島秀雄出于对园艺兴趣而取,而气象卫星“向日葵”就取自植物向日葵

此外,原打算以公开招募的“未来”(みらい)名字来命名该系列的MTSAT-1及以后的卫星 ,但因发射失败而停止使用此名字[2]

GMS型号

 
向日葵1号至5号所使用之型号(GMS)

向日葵1号至5号所使用的GMS型号,GMS-1所使用的卫星平台为HS-335,GMS-2至GMS-5所使用的卫星平台为HS-378。

此型号与美国的气象卫星GOES-4英语GOES_4GOES-7英语GOES_7相类似,NEC为该型号主要承包商,型号GMS-1的制造由美国休斯空间与通讯公司负责(现波音公司),GMS-2及后的型号则由日本自主制作。

观察仪器规格

此型号所搭载的可见光与红外线成像仪(VISSR)观察仪器由美国雷神公司所制造,其能拍摄地球的可见光与红外线等波段[3]

波长 中心波长 (µm) 传感器
可见光 0.55 - 0.90 光电倍增管光电二极管
红外线1 10.5 - 11.5 碲镉汞英语Mercury cadmium telluride
红外线2 11.5 - 12.5
红外线3 6.5 - 7.0

使用过滤器检测出红外线1至3。

向日葵8号、9号

 
负责将向日葵8号送至预定轨道H-IIA202运载火箭(2014年10月7日)
  • 简介 向日葵8号于2014年10月7日发射升空,在经过一系列测试后,于2015年7月7日正式投入服务。向日葵9号于2016年11月2日发射升空,目前作为8号的备用机,预计2022年启用,其特色为每10分钟进行一次完整的地球观测,重要区域或特定需求(如日本、台风)每2.5分钟进行一次观测,能快速提供数据,对特定天气事件的监测极为重要。
  • 主要用途与贡献 天气监测与预报:提供高精度的即时数据,协助短期和中期天气预报,特别是在台风、热带气流、暴风雨等自然灾害,减少灾害损失。 大气和环境监测:观测大气层中的温度、湿度和气压变化,研究云层结构和动态,并监测海表温度、海冰范围和土地覆盖变化。 支援气候变迁研究:通过提供长期稳定的气象数据,支持气候变迁研究,帮助改进全球和区域气候模型。 环境保护:分析地表覆盖变化、森林火灾等植被状况。 自然灾害的预警和救灾工作:2015年,Himawari 8卫星捕捉到了天津爆炸的画面,帮助事故的调查;2020年,Himawari 8卫星监测到澳洲森林火灾蔓延情况,协助消防部门救灾。
  • 波段介绍
    向日葵8号向日葵9号有16个波段,包含可见光、近红外光及红外光三种光谱,可见光波段达到0.5公里的空间分辨率,红外波段为2公里,16个波段用途资讯如下:
    • 波段1(可见光 - 蓝光) 波长范围:0.47微米 用途:观测白天的云层、烟雾和雾霾。 应用:校正反射率,去除大气散射影响,提高影像对比度。
    • 波段2(可见光 - 绿光) 波长范围:0.51微米 用途:观测植物、植被和海洋生态系统。 应用:绿度指数计算,用于植被分析和健康状况监测。
    • 波段3(可见光 - 红光) 波长范围:0.64微米 用途:云层和地表观测,特别是植被和土壤。 应用:NDVI(归一化差异植被指数)计算,用于植被监测。
    • 波段4(近红外光) 波长范围:0.86微米 用途:云和雾的分辨、植被监测。 应用:与可见光波段结合,增强植被和地表特征分辨率。
    • 波段5(近红外光) 波长范围:1.6微米 用途:雪和冰的检测。 应用:与其他波段结合,区分雪、冰和云层。
    • 波段6(近红外光) 波长范围:2.3微米 用途:云粒子密度分析。 应用:强化云粒子分析,火灾热点检测。
    • 波段7(红外光) 波长范围:3.9微米 用途:水汽含量监测、低层大气水汽观测。 应用:计算大气中的水汽含量,分析云层高度和结构。
    • 波段8(红外光) 波长范围:6.2微米 用途:高层大气水汽观测。 应用:解析高层水汽分布,支持天气预测模型。
    • 波段9(近红外光) 波长范围:6.9微米 用途:中上层大气水汽观测。 应用:提供中层水汽数据,用于天气和气候研究。
    • 波段10(近红外光) 波长范围:7.3微米 用途:中层大气水汽观测。 应用:低层水汽含量计算,辅助地面气象观测。
    • 波段11(近红外光) 波长范围:8.6微米 用途:火山灰检测、云顶温度。 应用:强化火山灰和烟雾检测,精确测量云顶温度。
    • 波段12(近红外光) 波长范围:9.6微米 用途:臭氧分布监测。 应用:臭氧含量计算,支持大气化学研究。
    • 波段13(红外光) 波长范围:10.4微米 用途:地表和云顶温度。 应用:地表温度监测,分析云层结构和动态。
    • 波段14(近红外光) 波长范围:11.2微米 用途:云顶和地表面温度。 应用:进一步精细化海面和云层温度分析。
    • 波段15(红外光) 波长范围:12.4微米 用途:云顶和地表温度。 应用:与其他红外波段结合,增强温度测量精度。
    • 波段16(近红外光) 波长范围:13.3微米 用途:一氧化碳分布、云顶温度。 应用:一氧化碳浓度计算,分析高层云层特征。
  • 光谱响应函数图(Spectral Response Functions)
    此条目会显示 向日葵8号(截至 2013 年 9 月)和 向日葵9号(截至 2013 年 10 月)上 AHI 的 SRF(光谱响应函数)。

相关条目

外部链接

  1. ^ ひまわり页面存档备份,存于互联网档案馆) JAXA 宇宙情报センター 2016年7月16日阅覧
  2. ^ ひまわり?MTSAT?気象庁と国交省命名で“衝突”. 读卖新闻 (读卖新闻集团本社). 2005-03-02 [2016-08-17]. (原始内容存档于2005-03-04). 
  3. ^ 我が国における主な衛星・センサ一覧表,文部科学省. [2016-08-17]. (原始内容存档于2013-01-22).