风云三号C星GNOS掩星探测仪成功在轨运行八周年

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2021年9月29日，由中国科学院国家空间科学中心空间环境探测重点实验室研制的全球首台北斗/GPS双系统兼容掩星探测仪——风云三号C星GNOS（以下简称FY-3CGNOS）迎来在轨运行八周年。八年来， FY-3CGNOS在轨持续为数值天气预报业务系统提供高时效、高质量的大气掩星数据产品，各项性能指标均保持世界先进水平，任务取得了圆满成功。
2013年9月23日，风云三号C星（FY-3C）在太原卫星发射中心成功发射；9月29日，具备完全知识产权的掩星探测仪（GNOS）开机在轨工作。目前已在轨运行8周年，远超FY-3C卫星在轨运行5年的设计寿命，目前仍在正常工作。
FY-3CGNOS可提供高垂直分辨率、高精度、无需定标、长期稳定、全天候、全球分布的温度、湿度、压强和电离层电子密度等数据产品（见图1）。该数据产品已业务化应用到国内外多个数值天气预报模式，在进入模式业务化应用前产品精度和时效都通过了各机构严苛和长期的测试评估。评估机构包括中国气象局数值天气预报中心、欧洲中期天气预报中心（ECMWF）、欧洲气象卫星应用组织（EUMETSAT）、魏格纳气候变化研究中心（WEGC）和丹麦气象局（DMI）等，评估结果表明， FY-3CGNOS大气掩星产品精度达到了国际领先水平，尤其是在10km以下其探测精度优于METOP-A/-B掩星计划数据产品。

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图1FY3CGNOS掩星探测数据产品
FY-3CGNOS掩星数据产品已稳定可靠的业务化应用到了我国和国际其它主要数值天气预报模式中，已成为数值天气预报系统中最重要的资料之一，填补了国产掩星资料在数值天气预报系统中业务应用空白，显著改善了我国国产自主数值天气预报效果和自主预报能力，在台风暴雨等灾害天气的预报（见图2）和重大气象服务保障中发挥了重要作用，推动了北斗导航系统在气象探测领域的应用与发展。 2017年开始， FY-3CGNOS掩星数据产品陆续业务化应用于欧洲中期天气预报中心（ECMWF）、英国气象局、法国气象局、德国气象局、加拿大环境部和日本气象厅等世界著名数值天气预报模式中，而且进入了WEGC和ROMSAF等气候中心的掩星气候数据库。标志着我国北斗/GPS双系统兼容掩星数据产品逐步实现全球服务，并在全球数值天气预报和气候变化监测中持续发挥重要作用，形成了在该领域我国的核心科技竞争力和国际影响力。

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图2同化FY-3CGNOS掩星数据产品使得96小时的台风路径模拟平均准确率提升了约14%
FY-3C后续卫星风云三号D/E星分别于2017年11月、2021年7月成功发射，目前FY-3C/D/E卫星实现了三星组网掩星大气探测使命。特别在国际首颗民用晨昏轨道气象卫星“黎明星”——风云三号E星研制的GNOS-II型探测仪，是风云三号C星和D星上的GNOS的升级载荷，它继承了GNOS的北斗/GNSS掩星探测功能，并新增了北斗/GNSS-R海面风场探测功能，在国际上首次实现了北斗/GNSS掩星和北斗/GNSS-R一体化遥感，可同时获取电离层、大气层和海洋参数的立体探测数据。此外，风云三号03批后续3颗卫星均将搭载GNOS-II探测仪。 GNOS及GNOS-II掩星探测有效补充和完善我国和世界气象组织WMO高精准大气海洋探测体系，将为提升全球天气预报水平做出更大的中国贡献。

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【风云三号C星GNOS掩星探测仪成功在轨运行八周年】图3世界气象组织（WMO）在给中国气象局的来信中充分肯定了风云三号GNOS掩星数据在全球各数值天气预报中心发挥的重要作用，指出未来全球掩星观测存在数量减少的风险，风云三号系列卫星掩星观测在WMO全球集成观测系统中将发挥越来越重要的作用。