我國北方天氣開始持續晴朗燥熱起來，與(yu) 北方的“熱”一起成為(wei) 天氣焦點的，還有台風“鯨魚”、“燦鴻”的生成。我國開始緩慢進入熱帶氣旋的多發季。
    但今年氣象預報人員似乎有了很足的底氣。5月4日，中央氣象台發布熱帶氣旋公報：今年第1號強熱帶風暴“鯨魚”於(yu) 當天下午晚些時候加強為(wei) 台風，下午5時台風中心位於(yu) 北緯16.7度，東(dong) 經129.2度。預計，“鯨魚”中心將以每小時15～20公裏的速度向東(dong) 北方向移動，強度繼續加強。“鯨魚”未來對我國海域無影響……
    “現在我們(men) 能清楚地‘看見’台風的形成和走向了。”中科院空間中心微波遙感及航天應用工程科學專(zhuan) 家薑景山院士對此深有感觸。
    無論是對氣象工作人員，還是對從(cong) 事氣象環境探測的科學家來說，2008年的5月27日和6月4日都是值得紀念的日子。
    去年5月27日，我國首顆新一代極軌氣象衛星風雲(yun) 三號在太原衛星發射中心成功發射，將中國科學院空間科學與(yu) 應用研究中心科學家研製的微波濕度計、空間環境監測器、紫外臭氧探測儀(yi) 等載荷送上了天。
    8天後，微波濕度計等開機工作，至今已成功運行一年。其間，利用這些儀(yi) 器準確“看到”了去年下半年肆虐我國中國台灣及東(dong) 南沿海的“海鷗”、“鳳凰”、“森拉克”、“黑格比”、“薔薇”等強台風、熱帶氣旋，積累了大量大氣水汽及強降雨等氣象資料。
 
    高靈敏度大氣微波濕度
 
    探測儀(yi) 的嚐試
 
    對於(yu) 氣象衛星來說，衛星本身是一個(ge) 載體(ti) ，具體(ti) 執行探測任務的是載荷。微波濕度計就是風雲(yun) 三號衛星的主載荷之一，其應用目標是探測大氣濕度的垂直分布、水汽含量和降雨量等空間氣象資料。
    “這是我國*用於(yu) 氣象衛星探測大氣濕度垂直分布的高頻率毫米波輻射計，也是我國新一代極軌氣象衛星的亮點。”薑景山說。
    微波濕度計采用垂直於(yu) 飛行方向的交軌掃描方式，工作在水汽吸收頻段，共有5個(ge) 探測通道。主探測頻率為(wei) 183GHz，分為(wei) 3個(ge) 通道，獲取大氣層不同高度的濕度分布信息；150GHz為(wei) 輔助探測頻率，在上采用了雙極化設計。
    薑景山表示：“由於(yu) 以前國內(nei) 短毫米波的一些關(guan) 鍵技術沒有解決(jue) ，國內(nei) 對於(yu) 毫米波、短毫米波集成設備的研製一直處於(yu) 比較低的水平，因此星載有效載荷的頻率一直在低毫米波段以下，靈敏度較低。而要想對複雜的天氣一探究竟就需要高頻率的毫米波輻射計。”
    *個(ge) “吃螃蟹”的人是需要勇氣的。在2001年風雲(yun) 三號衛星立項時，國內(nei) 相關(guan) 專(zhuan) 家對接近亞(ya) 毫米波的高頻率輻射計並無信心，因此將微波輻射計的zui高頻率定在50G～60GHz的大氣溫度探測頻段上。但中國氣象局的專(zhuan) 家明確表示：“我國是一個(ge) 台風、暴雨災害頻發的國家，每年人財物損失巨大，要想提高災害探測預報能力，僅(jin) 有微波溫度計是遠遠不夠的，對微波濕度計的需求迫在眉睫。”“183GHz的微波濕度計與(yu) 水平接軌，將使風雲(yun) 三號衛星的探測能力發生質的變化，提高我國在氣象衛星組織的話語權。”
    “老實說，當初我們(men) 心裏也沒有底。雖然神舟四號飛船曾搭載了我們(men) 研製的微波輻射計，但‘風三’對微波濕度計的頻段要求很高。”薑景山回憶。
    後來，在國家“863”項目以及中科院相關(guan) 項目的支持下，薑景山帶領中科院空間中心的研究人員做出了高頻段微波濕度計的兩(liang) 台樣機。這一消息立即得到了國家氣象局等有關(guan) 單位的重視，並決(jue) 定嚐試在風雲(yun) 三號衛星上安裝高頻段微波濕度計。2003年1月18日，空間中心的方案設計通過了項目評審。2004年4月20日，初樣設計評審；2005年5月17日，轉正樣評審；2005年10月28日，正樣設計通過評審。
    雖然樣機在實驗室連續運轉了幾年沒有出現問題，但項目組研究人員一點也沒有放鬆緊繃了5年的神經。薑景山表示：“上天的儀(yi) 器和地麵運行的儀(yi) 器有很大的差異。”
    除了在地麵進行了多次電測、力學、熱循環、真空試驗等一係列實驗外，2007年9月21日至24日，項目組在青海湖進行了航空校飛試驗。此後的兩(liang) 個(ge) 月間，又在敦煌和思茅進行了多架次的校飛試驗。
    薑景山說：“1×x=y，這個(ge) 1是地麵，x是上天以後的工作，如果x=0，乘以再大的數都會(hui) 等於(yu) 0，地麵工作做得再好，上天不能工作也會(hui) 前功盡棄，以成功論英雄是航天工作的殘酷性所在。”
    眼看一切準備就緒，意想不到的事情發生了。2008年年初，研究人員需要將儀(yi) 器送到上海進行相關(guan) 試驗。當時我國南方正遭遇雪災，運載儀(yi) 器的車輛走到山東(dong) 境內(nei) 時，因為(wei) 路滑遭遇車禍，儀(yi) 器遭到損壞，隨行的科研人員也受了傷(shang) 。
    “沒辦法！隻有從(cong) 頭再來！”薑景山對項目組的同事說，“我們(men) 要的不是‘你們(men) 的工作很辛苦，但沒有取得成果很遺憾’，我們(men) 要的是你們(men) 能讓x等於(yu) 1，這才算成功。”經過全體(ti) 項目組人員的努力，微波濕度計按時交付。
 
    微波探測笑攬風雲(yun) 變幻
 
    2008年5月27日11時02分33秒，風雲(yun) 三號衛星在太原衛星發射基地順利升空。但直到6月4日儀(yi) 器開機1分鍾後接收到遙測數據，顯示儀(yi) 器工作正常後，薑景山和項目組人員才稍稍鬆了口氣。
    不過令薑景山激動的是，從(cong) 7月15日微波濕度計開始成功監測到“海鷗”台風及強降雨，並可以從(cong) 圖像中清晰分辨出台風形成。
    “這些數據我們(men) 以前都要依靠國外的氣象衛星獲取，現在我們(men) 靠自己的高頻率微波遙感技術就能夠完成了。”作為(wei) 我國微波遙感的開山人薑景山感到很欣慰。
    風雲(yun) 三號不負厚望，2008年7月下旬，第八號強台風“鳳凰”於(yu) 西北太平洋上生成，登陸我國中國台灣及東(dong) 南沿海；9月8日淩晨，第13號熱帶氣旋“森拉克”在菲律賓北部以東(dong) 的西北太平洋洋麵上生成，逐漸加強成為(wei) 台風，微波濕度計成功監測到其生成、發展及登陸我國中國台灣島的過程；9月24日早晨，強台風“黑格比”登陸東(dong) 南沿海，早在“黑格比”登陸廣東(dong) 沿海之前，微波濕度計就監測到了其形成及走勢；台風“薔薇”於(yu) 9月24日晚在菲律賓以東(dong) 洋麵生成後，向偏西方向移動，強度迅速加強，微波濕度計圖像可以清晰地看到“薔薇”的分布、形成及走勢……
    中國氣象局衛星氣象中心專(zhuan) 家表示：“從(cong) 風雲(yun) 三號衛星在軌測試的情況看，衛星平台和遙感儀(yi) 器工作的情況正常。其中收集到的一些數據是過去我們(men) 國家不具備的*手觀測資料。”
 
    進入氣象預報大家庭
 
    有了衛星以後，人類衝(chong) 出了地球，進入空間。現在的應用衛星包括氣象衛星、導航衛星、海洋衛星、環境災害衛星等。目前，我國已成為(wei) 上同時擁有靜止氣象衛星和極軌氣象衛星業(ye) 務的三個(ge) 國家之一，世界氣象組織將風雲(yun) 氣象衛星納入業(ye) 務應用氣象衛星觀測序列，風雲(yun) 衛星已成為(wei) 綜合觀測係統的重要成員。
    “氣象衛星是我國發展的應用衛星，但現在我們(men) 的氣象預報很多仍依靠國外衛星的監測數據。國外不會(hui) 實時給我們(men) 提供數據，總是存在時間差，有時數據來了，台風也過去了。”薑景山說。
    氣象專(zhuan) 家建議，我們(men) 的衛星至少要觀測到台風眼的移動。可見光、紅外等技術手段受大氣、雲(yun) 層的影響要借助光才能觀測，也無法適應惡劣的天氣條件。因此對台風眼和台風雲(yun) 層移動的觀察用微波技術。
    “2002年，我國神舟四號飛船成功發射，經過我們(men) 的努力，實現了我國航天微波遙感技術零的突破，從(cong) 這裏開始，我們(men) 有了自己的航天微波遙感技術。氣象問題是一個(ge) 性的問題，雲(yun) 的運動沒有國界，但沒有一定水平就無法進入係列，進入了這個(ge) 大家庭，我國的氣象衛星也有了相對應的義(yi) 務和權利。高靈敏度的微波遙感技術使我們(men) 有了在這個(ge) 大家庭立足的條件。”
    “‘風三’運行一年來，微波濕度計、空間環境監測器、紫外臭氧探測儀(yi) 等儀(yi) 器運行正常，但我們(men) 的目標是使其正常運行3年甚至更長時間，這點我們(men) 有信心。未來幾年，我們(men) 還要發射其他衛星與(yu) ‘風三’接力。要讓我們(men) 自己的微波遙感技術、空間探測技術為(wei) 國家甚至大家庭的氣象事業(ye) 作出自己的貢獻。”薑景山坦言。