Die „Sieben Sterne am Himmel“ von Fengyun, womit „beschäftigen“ sie sich?

„Die wichtigsten Datenprodukte der beiden meteorologischen ‚neuen Sterne‘ von Fengyun, Fengyun-3E und Fengyun-4B, werden für Benutzer weltweit zum Teilen offen stehen.“ Dies gab Zhuang Guotai, Sekretär der Parteiführungsgruppe und Direktor der chinesischen Wetterbehörde, kürzlich auf der 75. Sitzung des Exekutivrats der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) bekannt.

Welche Möglichkeiten haben diese beiden Satelliten, der Welt zu dienen?

Berichten zufolge ist Fengyun-3E der weltweit erste zivile Satellit mit Morgen- und Abendumlaufbahn und schließt die Lücke in den Satellitenbeobachtungsdaten für die Morgen- und Abenddämmerung im globalen numerischen Wettervorhersagemodell. Fengyun-4B ist der erste einsatzfähige Satellit der neuen Generation geostationärer Wettersatelliten meines Landes und kann regionale Bilder mit einer Minutenauflösung von 250 Metern erstellen. Die beiden Satelliten und ihre Bodenanwendungssysteme haben im Juni dieses Jahres ihren operativen Probebetrieb aufgenommen.

Dies sind nur die beiden neuesten Mitglieder der „Fengyun-Familie“. Bisher hat mein Land 19 Fengyun-Wettersatelliten erfolgreich gestartet, von denen sich sieben in der Umlaufbahn befinden. Womit sind sie als sensible Weltraum-Außenposten in der riesigen Galaxie beschäftigt?

Die „kalten und warmen Sterne“ der Menschen: Blick auf die sich ständig ändernde Situation

Starker Regen und hohe Temperaturen sind in diesen Tagen die Hauptdarsteller. Laut der Prognose des Zentralen Meteorologischen Observatoriums wird vom 11. bis 13. Juli ein neuer Regengürtel den Osten und Westen durchqueren und Gebiete vom östlichen Teil Nordwestchinas bis hin zu den zentralen und südlichen Teilen Nordchinas betreffen. Angesichts komplexer Wetterbedingungen haben Meteorologen eine klare Vorstellung: Die Wettersatelliten von Fengyun überwachen ständig Veränderungen bei Wind und Bewölkung, liefern aktuelle und umfassende Beobachtungsdaten und ermöglichen eine klare Sicht auf die Luftströmungstrends.

Ren Suling, Serviceleiter des Nationalen Satellitenmeteorologischen Zentrums, sagte, dass die Wettersatelliten von Fengyun vor zehn Jahren nur jede halbe oder sogar jede ganze Stunde eine Wolkenkarte mit einer räumlichen Auflösung von mehreren Kilometern erstellten. Heute verfügen die Wettersatellitenprodukte des Fengyun-4 über eine maximale zeitliche und räumliche Auflösung von 1 Minute und 250 Metern.

Vor nicht allzu langer Zeit kam es in den Regionen Jiangnan und Südchina zu heftigen Regenfällen, und das Zentrale Meteorologische Observatorium gab Warnungen vor starkem Regen und schwerem konvektiven Wetter heraus. Gleichzeitig überwachen sieben Wettersatelliten von Fengyun im riesigen Weltraum aufmerksam die Veränderungen bei Wind und Wolken und erstellen alle fünf Minuten eine Wolkenkarte von China und den umliegenden Gebieten sowie jede Minute eine Wolkenkarte eines bestimmten Gebiets.

Ob es sich um die 90-prozentige Genauigkeitsrate bei Starkregenwarnungen, die 40-minütige Vorwarnzeit für schweres konvektives Wetter oder die erste globale Taifunvorhersage handelt ... die Verbesserung der Wettervorhersage meines Landes hängt eng mit der Entwicklung der Beobachtungstechnologie zusammen.

„Mein Land hat bei der Taifunvorhersage große Fortschritte gemacht, und die Wettersatelliten von Fengyun haben einen großen Beitrag geleistet.“ Xu Yinglong, Chef-Prognostiker des Taifun- und Meereswettervorhersagezentrums des Zentralen Meteorologischen Observatoriums, gab bekannt, dass das Schnellbildinstrument des Satelliten Fengyun-4B, der sich in der Testphase im Orbit befand, im Jahr 2021 eine Minute lang kontinuierlich Hochfrequenzbeobachtungen des Taifuns „Feuerwerk“ durchgeführt habe. Die Kombination aus geostationären Wettersatelliten und polarumlaufenden Wettersatelliten bietet Meteorologen wichtige Unterstützung bei der Analyse und Bewertung der Auswirkungen von Taifunwinden und -regen in Echtzeit. Am 2. Juli dieses Jahres erreichte der Taifun Siam Guangdong und es kam vielerorts in Südchina zu extremen Regenfällen. Das Meteorologische Observatorium Foshan gab eine Stunde im Voraus eine Tornadowarnung heraus, um Zeit für den örtlichen Katastrophenschutz und die Evakuierung des Personals zu gewinnen.

Satellitenüberwachungsdaten können nicht nur Änderungen in Wettersystemen genau wiedergeben, sondern können durch Datenassimilationstechnologie auch in numerische Prognosemodelle integriert werden, um die Prognosegenauigkeit weiter zu verbessern.

Erwähnenswert ist, dass mein Land als erstes Land auf internationaler Ebene Beobachtungsoperationen mit dem hyperspektralen Atmosphärensondengerät Fengyun-4A auf geostationärer Umlaufbahn durchgeführt hat, wodurch die Vorhersagegenauigkeit bei Katastrophen wie Taifunen und schweren Regenfällen verbessert wurde. Bei der gezielten Beobachtung und Erfassung von Taifunen wie Maria im Jahr 2018 zeigte der Wettersatellit Fengyun-4 gute Ergebnisse. Die numerische Prognose und der Satellitendetektor Fengyun-4 „interagierten mit dem Himmel und der Erde“ und führten eine Zielbeobachtung und -assimilierung durch, die von den Prognoseanforderungen bestimmt wurde. Die Beobachtungsdaten des Detektorziels mit einer Auflösung von 15 Minuten wurden in das globale vierdimensionale Variationsassimilationssystem der China Meteorological Administration integriert.

Die Ergebnisse zeigen, dass Daten mit hoher zeitlicher und spektraler Auflösung die Vorhersage der Taifunbahnen sowie der Intensität und Lage subtropischer Hochdruckgebiete durch das Modell deutlich verbessern. Johannes Schmetz, ehemaliger Chefwissenschaftler der Europäischen Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten, kommentierte: „Dies ist ein Meilenstein in der Anwendung der atmosphärischen Schallassimilation in geostationären Umlaufbahnen.“ Von 2018 bis 2021 führte das wissenschaftliche Forschungsteam der China Meteorological Administration insgesamt neun Zielbeobachtungsassimilationen durch und die 24- und 48-Stunden-Vorhersagen für Taifunpfade verbesserten sich um durchschnittlich 10 %.

Getreide „Schutzstern“: „Weisheit“ kennt den Himmel und handelt

Wie das Sprichwort sagt: „Ihr Lebensunterhalt ist vom Wetter abhängig.“ Die meteorologischen Bedingungen haben einen erheblichen Einfluss auf die landwirtschaftliche Produktion und Satelliten sind ein Paar „weise Augen“, die die meteorologischen Bedingungen und die Bedingungen der landwirtschaftlichen Produktion erfassen.

Die diesjährige Sommerernte war ein harter Kampf. Im Jahr 2021 kam es im Norden meines Landes zu einer seltenen Herbstflut, die Aussaat des Winterweizens verzögerte sich und die Keimbedingungen waren vielerorts ungünstig, was eine Rekordernte an Sommergetreide vor große Herausforderungen stellte.

Um den Kampf um den Schutz des Sommergetreides zu gewinnen, hat die Wetterdienstbehörde ihre Koordination mit den Landwirtschafts- und ländlichen Ämtern sowie den wichtigsten Getreide produzierenden Provinzen im Hinblick auf die Satellitenfernerkundung verstärkt, einen nationalen und provinziellen Mechanismus zur Überwachung der landwirtschaftlichen meteorologischen Fernerkundung eingerichtet, Satellitenfernerkundungsdaten aus mehreren Quellen verwendet, um das Wachstum des Winterweizens umfassend zu bewerten, und den zuständigen Ämtern zeitnah Analyseberichte über das Wachstum der Pflanzen und die Auswirkungen der Wetterbedingungen vorgelegt und den zuständigen Ämtern starke technische Unterstützung bei der Durchführung der Frühjahrsmanagementarbeiten für den Winterweizenanbau geboten.“ Wu Menxin, ein leitender Ingenieur des Nationalen Meteorologischen Zentrums, sagte, dass die Weizenernte nun fast abgeschlossen sei und sich die Ernte in einem guten Zustand befinde. Der agrarmeteorologische Fernerkundungsdienst wurde von allen Seiten positiv aufgenommen.

Vom „Leben nach dem Wetter“ zum „Arbeiten nach dem Wetter“: Durch Satellitenfernerkundung konnte die landwirtschaftliche Produktion vom Unbekannten zum Bekannten übergehen und Passivität in Initiative verwandeln.

„Der Kern der landwirtschaftlichen meteorologischen Fernerkundungsarbeit besteht in der qualitativen und quantitativen Bewertung der Auswirkungen vergangener und zukünftiger meteorologischer Bedingungen auf das Pflanzenwachstum. Durch eine schnelle und genaue Erfassung der räumlichen Verteilung der Pflanzenanpflanzungen kann die zeitliche und räumliche Übereinstimmung der Verteilung der Pflanzenanpflanzungen mit der Verteilung meteorologischer Elemente verbessert werden. Dies ist von großer Bedeutung für die Verbesserung der Genauigkeit der Überwachung landwirtschaftlicher meteorologischer Katastrophen und der Frühwarnung sowie der meteorologischen Prognosen für Ernteerträge.“ Zhang Mingwei, ein assoziierter Forscher am Nationalen Zentrum für Satellitenmeteorologie, gab bekannt, dass im Mai dieses Jahres das integrierte Fernerkundungssystem zur Überwachung der Verbreitung wichtiger Nutzpflanzen auf nationaler, provinzieller, kommunaler und kreisweiter Ebene der China Meteorological Administration (CMA) eingerichtet wurde. Außerdem wurden die Produkte zur Fernerkundung der Verbreitung von Winterweizen mit hoher räumlicher Auflösung erstmals bei der meteorologischen Vorhersage der Sommergetreideernte und der Überwachung und Frühwarnung vor meteorologischen Katastrophen in der Landwirtschaft der CMA eingesetzt, wodurch eine „Waffe“ zur Gewährleistung einer Rekordgetreideernte geschaffen wurde.

Um das Ziel zu erreichen, „unsere Reisschüssel hauptsächlich mit chinesischem Getreide zu füllen“, müssen wir auch die Überwachung und Bewirtschaftung der wichtigsten Getreideanbauprodukte unseres Landes verstärken.

In den letzten Jahren haben die chinesische Wetterbehörde, die chinesische Akademie der Wissenschaften, das Ministerium für Landwirtschaft und ländliche Angelegenheiten usw. die Daten des Wettersatelliten Fengyun als Datenquelle verwendet, um in wichtigen Getreideanbaugebieten im In- und Ausland Wetterkatastrophen zu überwachen und das Wachstum wichtiger Getreidearten wie Weizen, Mais, Reis und Sojabohnen zu überwachen und Erträge abzuschätzen, und so wichtige und zuverlässige Referenzen für wissenschaftliche Entscheidungen bereitgestellt.

„Landwirtschaftliche Wetterkatastrophen haben große Auswirkungen auf die Getreideproduktion meines Landes, wobei Dürre die schwerwiegendsten Folgen hat.“ Aus Sicht von Mao Kebiao, Forscher an der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften, sind Oberflächentemperatur und Bodenfeuchtigkeit wichtige Parameter bei der Dürreüberwachung. In der Vergangenheit wurden relevante Daten hauptsächlich durch Wetterstationen gewonnen, doch die Stationen sind relativ spärlich, die räumliche Repräsentativität ist unzureichend und die manuelle Methode ist zeit- und arbeitsintensiv.

Es versteht sich, dass mit der Entwicklung von Wettersatelliten die Anzahl der Bänder und die Strahlungsauflösung kontinuierlich optimiert wurden. Seine Infrarot-Fernerkundungsdaten können die Oberflächentemperatur umkehren, und die Mikrowellen-Helligkeitstemperaturdaten können die Bodenfeuchtigkeit umkehren, was eine starke Unterstützung für die Überwachung und Frühwarnung bei Wetterkatastrophen, die Überwachung des Pflanzenwachstums und die Ertragsschätzung darstellt.

Die Umweltparameter für Nutzpflanzen und Ackerland der quantitativen Inversionsprodukte aus der Fernerkundung basieren auf den Daten des Wettersatelliten Fengyun und liefern zuverlässige Schlüsselparameter für das Nutzpflanzenwachstum für Anwendungen wie Nutzpflanzenwachstumsmodelle, Datenassimilationssysteme und Ernteertragsschätzungen und stellen somit wertvolle Referenzen für die landwirtschaftliche Feldbewirtschaftung dar.

Mit dem Probebetrieb von Fengyun-3E und Fengyun-4B und ihren Bodenanwendungssystemdiensten ergeben sich in Zukunft weitere Möglichkeiten für die Entwicklung landwirtschaftlicher Satellitenfernerkundungsdienste.

Ökologischer „Überwachungsstern“: Stärkung eines schönen Chinas

„Satellitenüberwachungsbilder zeigen, dass im westlichen Küstengebiet und im zentralen Bereich des Taihu-Sees Blaualgenblüten aufgetreten sind.“ Vor Kurzem wurde ein Bericht über die meteorologische Satellitenüberwachung an das China Meteorological Administration Office und die zuständigen Abteilungen wie das Meteorological Bureau der Provinz Jiangsu, das Ministerium für Ökologie und Umwelt und das Ministerium für Wasserressourcen übermittelt. Anschließend wurde rasch eine Kampagne zur Vorbeugung und Bekämpfung von Blaualgen gestartet, die eine abteilungsübergreifende Zusammenarbeit und lokale Koordination erforderte, um eine frühzeitige Erkennung, frühzeitige Intervention und frühzeitige Beseitigung von Blaualgenblüten zu erreichen.

Dies ist auf die leistungsstarken Bodenüberwachungsfunktionen der Wettersatelliten von Fengyun zurückzuführen. Die geostationären Wettersatelliten können alle 5 Minuten eine Überwachung Chinas und der umliegenden Gebiete durchführen und alle 1 Minute Wolkenkarten bestimmter Gebiete erstellen. Die drei polarumlaufenden Wettersatelliten können sechsmal täglich eine hochauflösende globale Überwachung durchführen. Es wird berichtet, dass die Wettersatelliten von Fengyun durch die Nutzung der Vorteile der Multi-Satelliten-Vernetzung und der koordinierten Beobachtung auch eine dynamische Überwachung und Bewertung der ökologischen Umweltbedingungen auf der Welt und in Schlüsselregionen mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung erreichen können, was den Entscheidungsabteilungen hilft, schneller zu reagieren.

Der Chahan-Nur-See liegt an der Kreuzung des Kreises Shangdu der Stadt Ulanqab in der Autonomen Region Innere Mongolei und des Kreises Kangbao der Stadt Zhangjiakou in der Provinz Hebei und ist der größte Binnensalzsee in Nordchina. Aufgrund des fehlenden systematischen Schutzes in der Vergangenheit wurde seine Ökologie einst schwer geschädigt.

Im Jahr 2020 wurde in der Inneren Mongolei und in Hebei ein spezieller Kooperationsmechanismus zum Schutz und zur Wiederherstellung des Chahan-Nur-Feuchtgebiets eingerichtet. Wie ist der Fortschritt bei der Wiederherstellung des Ökosystems von Chahan Nur zwei Jahre später?

„Im Vergleich zum Vorjahreszeitraum stieg der Vegetationsindex in der Region Chahan Nur im April um 8,5 % und die Wasserfläche um 0,2 Quadratkilometer.“ Dieser Sonderbericht mit klaren Daten wurde auf Grundlage der Daten des Wettersatelliten Fengyun-3 erstellt und bietet eine wichtige Grundlage für die Bewertung der ökologischen und umweltbezogenen Verwaltung von Chahan Nur.

Durch Satellitenübertragung, das Internet, Geschäftssysteme für Fernerkundungsanwendungen und andere Mittel werden die Daten und Produkte des Wettersatelliten von Fengyun mittlerweile in großem Umfang zur ökologischen Überwachung eingesetzt.

Das National Satellite Meteorological Center verfügt seit dem Jahr 2000 außerdem über einen Langzeit-Satelliten-Fernerkundungsdatensatz zu Vegetation, Oberflächentemperatur, Gewässern, Cyanobakterienblüten, Staub, Schneeansammlungen usw. und hat gemeinsam mit vielen Orten mehr als 10 technische Richtlinien zu Vegetation, städtischen Wärmeinseln, Gewässern, Cyanobakterienblüten, Staub, Schneeansammlungen, Brandbedingungen usw. zusammengestellt. Die Entwicklung der Versionen 2.0 und 3.0 des Satellite Remote Sensing Application System (SMART) ist abgeschlossen und wird in Wetterdiensten im ganzen Land eingesetzt und in vielen Ländern beworben.

Im Juni dieses Jahres nahmen Fengyun-3E, Fengyun-4B und ihre Bodenanwendungssysteme den Probebetrieb auf. Han Xiuzhen, Chef-Serviceexperte der China Meteorological Administration und leitender Ingenieur am National Satellite Meteorological Center, stellte vor, dass der von Fengyun-3E getragene Spektralbildgeber mit mittlerer Auflösung bei schwachem Licht Lichtinformationen in der Morgen- und Abenddämmerungsbahn überwachen und eine dynamische Überwachung von Stadtlichtbildern realisieren kann. Während die beiden Sterne im Weltraum leuchten, werden ihre Möglichkeiten zur ökologischen Überwachung weiter verbessert.

Derzeit hat mein Land 124 Länder und Regionen mit Daten und Produkten des Fengyun-Satelliten versorgt, darunter zur Überwachung und Bewertung der ökologischen Umwelt und der Naturkatastrophen. 30 Länder haben sich als internationale Nutzer des Notfall-Unterstützungsmechanismus registriert, grüne Servicekanäle wurden für 42 Länder geöffnet und mehr als 1.200 Auszubildende aus mehr als 100 Ländern haben eine spezielle Schulung zu Fengyun-Satellitenanwendungen erhalten. Unser „ökologischer Freundeskreis“ erweitert sich von Tag zu Tag. (Reporter Cui Xingyi)

Quelle: Guangming Daily