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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）出于对园艺的兴趣而取，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_4）与GOES-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）
主条目：向日葵8号
  • 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号与向日葵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）. 
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