风云卫星，不止“观风测云”

　　除了我们熟知的“观风测云”外，遨游苍穹的那双“眼睛”——风云卫星，还能做什么？

　　从追踪大气中二氧化碳的迁徙轨迹，到见证极地冰山的裂解与消融；从感知田间土壤墒情，到记录“中华水塔”三江源的生态变迁……如今，风云卫星的视野，早已突破了我们的认知边界。

　　风云卫星的“跨界”应用是中国气象科技对参与我国生态治理与应对全球气候变化挑战，做出的一道“必答题”。

　　如何读懂它的“目光”？本期，让我们从四位一线科研人员的讲述中去体会——

追踪大气的“呼吸”规律

讲述人：国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）风云三号H星温室气体产品负责人 张璐

　　大家可能想象不到，大气每一次细微的“呼吸”，风云气象卫星都能捕捉到！

　　“碳分子轨迹”，是指以二氧化碳等含碳气体为代表的碳组分，在大气、海洋、陆地生态系统和人类活动之间不断迁移、交换和循环的过程。

　　这些含碳物质来源于化石能源燃烧、工业生产、土地利用变化和森林火灾等排放过程；同时，它们也会被森林、土壤和海洋等“碳汇”吸收并储存。大气中的碳物质往往会受风场输送、对流扩散、云降水过程和季节变化等因素影响，持续发生空间迁移与浓度变化。目前，风云三号气象卫星地面系统稳定接收与处理高光谱温室气体监测仪全球连续观测产生的海量数据，为全球用户提供高精度的温室气体监测产品，提供短期气候预测、气候变化评估所需的碳源碳汇信息。

　　我们为什么要监测大气中的碳组分？核心目的就是回答几个关键问题：“碳从哪里来、到哪里去、由谁排放、被谁吸收、减排是否真实发生、碳汇是否稳定可靠”等。无论是碳源排放还是碳汇吸收，其变化都与大气中含碳气体的浓度和输送过程密切相关。只有看清大气中碳的分布和演变过程，我们才能更准确地识别碳的来源、路径和归宿。换句话说，准确掌握二氧化碳等含碳气体在全球和区域尺度上的浓度分布、变化趋势及输送路径，不仅是认识全球碳循环和气候变化机理的重要科学基础，也是支撑温室气体排放核查、碳市场监管、甲烷泄漏识别、森林和海洋碳汇评估以及国际气候治理的重要技术手段。

　　更重要的是，风云卫星的碳监测不仅服务于科学研究，更直接关系到国家气候治理能力建设。它能为碳源汇核算提供科学依据，为减排路径优化和政策制定提供支撑；通过“自上而下”的大气观测与反演方法，能够对排放清单进行独立校验，提升排放评估的客观性和可信度；同时，服务全球气候变化研究，增强我国在国际大气环境监测和气候治理领域的话语权与影响力。

　　展望未来，风云卫星在碳监测相关领域的应用将向更高精度、更高时效、更强协同和更广覆盖方向发展。一方面，我们要加强风云卫星与大气环境监测卫星、碳卫星等平台的协同观测，形成连续稳定的监测体系；另一方面，要推动地球静止轨道卫星与极轨卫星优势互补，实现对关键区域和重点过程的立体化、连续化观测。同时，还要推动卫星观测、地面观测网络、通量塔、飞机和无人机观测、同位素溯源、大气输送模型等多源技术深度融合，逐步构建起一个天地空一体化、近实时、可核查的碳监测体系。

守护田间每一次丰收

讲述人：国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）遥感应用服务中心首席专家 李贵才

　　春种一粒粟，秋收万颗子。每到农忙时节，不仅是田间的农人在惦记收成，天上的风云卫星也“紧盯”着土壤墒情，不敢有丝毫放松。

　　土壤墒情是指作物主要根系活动层内的土壤含水量状况，是评价农田水分对作物生长满足程度的重要指标，直接关系到作物产量与品质。但是，墒情会受降水、蒸发、灌溉等影响，发生动态变化。适宜的墒情能保障作物根系吸水吸肥，墒情异常则会导致作物减产甚至绝收。

　　传统的人工监测方式范围小、效率低、成本高。如今，风云气象卫星成了墒情监测的“主力军”。用卫星来监测不仅效率高，能为农业应急处置争取时间，而且可以实现常态化、业务化运行，减少人力巡查的繁琐。同时，可生成连续、准确的墒情变化数据，为长期分析提供支撑。

　　墒情遥感监测结果，早已融入农业生产的各个环节，实用性极强，惠及种植户与农业管理部门。种植户能及时掌握土壤水分的动态变化，节约灌溉成本，提升种植效益；对农业管理部门来说，墒情遥感监测结果是制定农业生产规划、开展灾害防控的重要依据：让农业生产从“凭感觉浇水”转向“精准灌溉”；相关部门可针对性部署灌溉、排涝等工作，统筹调配水资源；结合墒情变化趋势，提前发布干旱、渍涝预警，指导农户做好防范措施，降低灾害损失。这些年，华北、黄淮冬小麦主产区，以及河南、山东等地就依托风云卫星开展协同观测，及时获取墒情数据，预判干旱风险，指导农户精准灌溉，保障了小麦拔节孕穗期生长。

　　更重要的是，风云卫星积累的连续墒情数据，为农作物生长模型构建、气候变化对农业影响分析提供支撑。依托风云卫星数据优化监测技术，不仅支撑多地精准灌溉，还为全球土壤水分监测提供新的监测手段，推动农业科技进步。

　　科技赋能农业，监测守护丰收。风云气象卫星这双“太空慧眼”，筑牢了农业生产的“水分防线”。未来，随着遥感技术升级，墒情监测将更精准便捷，为粮食安全和农业现代化发展提供更有力支撑。

见证冰山的“销号”过程

讲述人：国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）国际用户服务中心首席专家 郑照军

　　不久前，曾经的全球最大冰山A23a完成了最后一次崩解，其40年的生命史宣告终结。而这座冰山的“销号”过程，正是由风云卫星见证的。

　　2023年起，我们团队利用风云气象卫星250米多光谱高频观测和微波辅助观测能力，对A23a进行了长期追踪监测，并捕捉到多个典型现象——

　　在低温与海冰环绕的威德尔海时，冰山加速北移，面积和形态变化不大；进入南极绕极流后，它被中尺度海洋涡旋调控，长久滞留，不断旋转，随后东移撞击大陆架搁浅；之后半年，它绕南乔治亚岛几乎转了一整圈，并不断崩解出大的子冰山或冰块；最后几个月，它进入纬度更低、温度更高的洋流，表面快速融化变色，边缘不断裂解崩塌，直至中部断裂，彻底瓦解。通过风云卫星监测，我们还清晰观测到冰山表面裂缝扩张、融池水系快速发育，以及崩解释放的碎冰群引发绿色羽流——海洋藻华。

　　对我们而言，这并非一次简单的冰山追踪。冰山是气候系统变化的敏感指示器，它的崩解生成、移动速度、裂解频率等，直观反映了极地海水温度上升、大气变暖、冰架稳定性减弱等关键变化。大规模冰山的迁移与碎裂会释放巨量淡水，持续扰动海洋温盐环流平衡，其长期累积效应将对全球气候系统产生深远影响，也会给远洋航行与渔业作业造成安全隐患。同时，碎冰群催生的海洋藻类，也将给海洋生态带来新的变化……

　　正因如此，对极地冰山开展卫星监测，是人类理解与应对气候变化、保障全球安全的重要行动。在气候与环境层面，它帮助我们量化冰盖消融对海平面上升的影响，为预测沿海地区风险、制定适应性政策提供支撑。它还能揭示大量冰山融化释放的淡水如何扰乱全球海洋环流与热量分布，从而预警极端气候事件的风险。同时，它也能为极地航行、科考、远洋渔业与资源勘探开发提供实时安全保障，为国际气候治理与履约评估提供重要依据。更重要的是，这项工作不仅是科学观测，更像是为气候危机敲响一记可见的警钟——让更多人意识到，改变已经发生。

　　面向未来，风云卫星极地冰山监测将朝着多星多仪器、多手段多方法、自动化系统化的方向升级。在观测手段上，构建风云系列气象卫星、合成孔径雷达卫星、测高卫星、高分辨率光学卫星的多星组网协同观测体系，弥补极夜、厚云、浓雾等复杂环境下连续监测的短板。在技术应用上，将融合人工智能和海洋动力场、热力场等多源观测数据，实现冰山自动识别、轨迹追踪、形态结构变化监测等功能。在研究方向上，将从单一冰山追踪，转向冰架演化、大型冰山迁徙和融化、海洋环境的一体化联动监测。我们期待能进一步为气候预测、极地航运保障、生态保护、防灾减灾等提供多元服务，为全球气候变化应对与极地可持续发展提供长期、稳定、自主可控的遥感支撑。

记录“中华水塔”生态变迁

讲述人：国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）遥感应用服务中心副主任 周芳成

　　三江源，素有“中华水塔”美誉，是国家重要生态安全屏障与高寒生物种质资源库。近年来，我们依托风云卫星长时序、多圈层、全域覆盖的观测优势，构建起一个生态环境质量综合评价模型，客观记录并科学检验了三江源生态保护修复成效。

　　透过风云卫星的“慧眼”，我们实现对大气圈、水圈、岩石圈、生态圈多圈层多要素动态监测，清晰捕捉到三江源地区生态环境质量持续向好的标志性变化：植被覆盖稳步提升、空气质量越来越好、水体面积稳中有增，生态系统结构更趋稳定、功能持续增强，全域呈现“绿量增加、空气洁净、生态提质”的良好态势。

　　监测数据显示，近年来，三江源生态环境质量稳步提升，生态环境质量等级全部达到优良等级，区域整体生态状况不断改善。卫星长时序监测表明，区域植被指数持续上升、气溶胶光学厚度不断下降、生态质量指数稳步提高，水源涵养、水土保持等关键生态服务功能显著增强，“中华水塔”保水净水能力持续提升，生态系统向健康稳定方向加速演进。

　　这些变化充分印证三江源生态保护修复工程取得决定性成效，也成为我国生态文明建设的生动范例。我们清晰地看到，国家生态安全屏障不断筑牢，三江源地区水源涵养与水土保持功能不断提升，保障长江、黄河、澜沧江中下游水安全与生态安全；同时，风云卫星传递的客观数据证明，生态保护红线、退化草地治理、湿地修复等举措科学有效。这份中国生态治理智慧，也为全球高寒脆弱区生态保护提供可借鉴模式，为国家“双碳”战略提供重要技术支撑。

　　如今，我们对三江源地区的监测正在不断扩展。在气候变化应对领域，我们依托风云卫星获取长时序生态与气候数据，进一步揭示区域生态—气候互馈机制，支撑气候变化影响评估与适应对策制定。在防灾减灾与应急保障领域，我们正着力提升干旱、高温、雪灾、山体滑坡等灾害监测预警能力，助力风险防控与应急处置。

　　未来，风云卫星还将进一步支撑生态价值核算、生态补偿机制等，为国家生态文明考核与高质量发展评价提供服务。放眼国际，风云卫星的“好视力”还将为全球生态保护、气候适应、生物多样性公约履约提供中国数据与中国方案。

　　（本报记者李春剑采访整理）