2021年9月29日，由空間中心空間環(huán)境探測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制的全球首臺北斗/GPS雙系統(tǒng)兼容掩星探測儀——風(fēng)云三號C星 GNOS（以下簡稱 FY-3C GNOS）迎來在軌運(yùn)行八周年。八年來，F(xiàn)Y-3C GNOS 在軌持續(xù)為數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供高時(shí)效、高質(zhì)量的大氣掩星數(shù)據(jù)產(chǎn)品，各項(xiàng)性能指標(biāo)均保持世界先進(jìn)水平，任務(wù)取得了圓滿成功。

　　2013年9月23日，風(fēng)云三號C星（FY-3C）在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射；9月29日，具備完全知識產(chǎn)權(quán)的掩星探測儀（GNOS）開機(jī)在軌工作。目前已在軌運(yùn)行8周年，遠(yuǎn)超F(xiàn)Y-3C衛(wèi)星在軌運(yùn)行5年的設(shè)計(jì)壽命，目前仍在正常工作。

　　FY-3C GNOS可提供高垂直分辨率、高精度、無需定標(biāo)、長期穩(wěn)定、全天候、全球分布的溫度、濕度、壓強(qiáng)和電離層電子密度等數(shù)據(jù)產(chǎn)品（見圖1）。該數(shù)據(jù)產(chǎn)品已業(yè)務(wù)化應(yīng)用到國內(nèi)外多個(gè)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式，在進(jìn)入模式業(yè)務(wù)化應(yīng)用前產(chǎn)品精度和時(shí)效都通過了各機(jī)構(gòu)嚴(yán)苛和長期的測試評估。評估機(jī)構(gòu)包括中國氣象局?jǐn)?shù)值天氣預(yù)報(bào)中心、歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）、歐洲氣象衛(wèi)星應(yīng)用組織（EUMETSAT）、魏格納氣候變化研究中心（WEGC）和丹麥氣象局（DMI）等，評估結(jié)果表明，F(xiàn)Y-3C GNOS大氣掩星產(chǎn)品精度達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，尤其是在10km以下其探測精度優(yōu)于METOP-A/-B掩星計(jì)劃數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

　　FY-3C GNOS掩星數(shù)據(jù)產(chǎn)品已穩(wěn)定可靠的業(yè)務(wù)化應(yīng)用到了我國和國際其它主要數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式中，已成為數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)中最重要的資料之一，填補(bǔ)了國產(chǎn)掩星資料在數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)中業(yè)務(wù)應(yīng)用空白，顯著改善了我國國產(chǎn)自主數(shù)值天氣預(yù)報(bào)效果和自主預(yù)報(bào)能力，在臺風(fēng)暴雨等災(zāi)害天氣的預(yù)報(bào)（見圖2）和重大氣象服務(wù)保障中發(fā)揮了重要作用，推動了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在氣象探測領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。2017年開始，F(xiàn)Y-3C GNOS掩星數(shù)據(jù)產(chǎn)品陸續(xù)業(yè)務(wù)化應(yīng)用于歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）、英國氣象局、法國氣象局、德國氣象局、加拿大環(huán)境部和日本氣象廳等世界著名數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式中，而且進(jìn)入了WEGC和ROM SAF等氣候中心的掩星氣候數(shù)據(jù)庫。標(biāo)志著我國北斗/GPS雙系統(tǒng)兼容掩星數(shù)據(jù)產(chǎn)品逐步實(shí)現(xiàn)全球服務(wù)，并在全球數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和氣候變化監(jiān)測中持續(xù)發(fā)揮重要作用，形成了在該領(lǐng)域我國的核心科技競爭力和國際影響力。

　　FY-3C后續(xù)衛(wèi)星風(fēng)云三號D/E星分別于2017年11月、2021年7月成功發(fā)射，目前FY-3C/D/E衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了三星組網(wǎng)掩星大氣探測使命。特別在國際首顆民用晨昏軌道氣象衛(wèi)星“黎明星”——風(fēng)云三號E星研制的GNOS-II型探測儀，是風(fēng)云三號C星和D星上的GNOS的升級載荷，它繼承了GNOS的北斗/GNSS掩星探測功能，并新增了北斗/GNSS-R海面風(fēng)場探測功能，在國際上首次實(shí)現(xiàn)了北斗/GNSS掩星和北斗/GNSS-R一體化遙感，可同時(shí)獲取電離層、大氣層和海洋參數(shù)的立體探測數(shù)據(jù)。此外，風(fēng)云三號03批后續(xù)3顆衛(wèi)星均將搭載GNOS-II探測儀。GNOS及GNOS-II掩星探測有效補(bǔ)充和完善我國和世界氣象組織WMO高精準(zhǔn)大氣海洋探測體系，將為提升全球天氣預(yù)報(bào)水平做出更大的中國貢獻(xiàn)。

圖1 FY3C GNOS掩星探測數(shù)據(jù)產(chǎn)品

圖2 同化FY-3C GNOS掩星數(shù)據(jù)產(chǎn)品使得96小時(shí)的臺風(fēng)路徑模擬平均準(zhǔn)確率提升了約14%

圖3 世界氣象組織（WMO）在給中國氣象局的來信中充分肯定了風(fēng)云三號GNOS掩星數(shù)據(jù)在全球各數(shù)值天氣預(yù)報(bào)中心發(fā)揮的重要作用，指出未來全球掩星觀測存在數(shù)量減少的風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)云三號系列衛(wèi)星掩星觀測在WMO全球集成觀測系統(tǒng)中將發(fā)揮越來越重要的作用。

圖4 歐洲氣象衛(wèi)星組織專門致信中國氣象局，該組織主任菲爾·埃文思在信中對風(fēng)云三號GNOS數(shù)據(jù)給予高度肯定和誠摯感謝。菲爾·埃文思在信中表示：EUMETSAT通過監(jiān)測證實(shí)了GNOS數(shù)據(jù)整體質(zhì)量高，已用于Metop C氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)比對驗(yàn)證，EUMETSAT及其成員已將GNOS數(shù)據(jù)同化并應(yīng)用于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)中，他對雙方繼續(xù)加強(qiáng)在衛(wèi)星數(shù)據(jù)共享方面的合作充滿期待。

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