当地时间8月22日，欧洲航天局（ESA）在法属圭亚那库鲁航天中心发射了全球首颗用于观测地球风场的卫星Aeolus（意为“风神”）。

“风神”卫星发射现场。

运载“风神”卫星的织女星火箭。

       该卫星将利用紫外波段激光测量大气中的风速和风向，有望显著提高气象预报准确度并增加对气候变化的了解。

       全球地球观测系统最大的空白之一就是缺乏详细的风测量数据。

       “气象学家迫切需要可靠的风廓线数据来提高预报精度。”欧洲航天局在声明中指出，“风神”进入距地面320公里的轨道后，可以收集地球大气层中离地30公里以内区域的风的数据，包括没有地面气象站的偏远地区。

       世界气象组织全球综合观测系统的负责人拉斯·彼得·里绍伊高说，如果结果证明“风神”的技术是可靠的，它将为未来的风测绘卫星奠定基础。

       “风神”重1260千克，携带一部大型望远镜、一部超灵敏接收器和一款名为“阿拉丁”的多普勒测风激光雷达。

“风神”卫星。

       这台激光雷达每秒观测50次，将包含数十亿紫外线光子的光束照射地球的大气层。空气中的微粒信息，如水分、尘埃和气体会将雷达发射的一小部分光能散射回接收器，而接收器对这些信息进行收集和记录。

       根据多普勒效应，科学家通过输出脉冲与所谓的“反向散射”信号间的延迟，就能计算出风的方向、速度和移动距离。

“风神”卫星探测系统原理图。

       “风神”卫星需要一直保持在320公里的太阳同步轨道上，飞行路径基本沿着地球昼夜分界线运行，大约每90分钟绕地球一圈。每次主动探测持续7秒钟，需要精准发射700个紫外激光脉冲，并实时收集散射的光粒子。在此期间，高速运行的风神卫星已经飞越了87公里，距离下次主动探测仅仅间隔21秒，还要实时向地面接收系统传输数据。

“风神”卫星探测系统原理图。

       然而，以往卫星只能通过追踪云层、气溶胶（烟、尘、雾、霾），或者通过测量海洋表面变化，间接获得风况。

       这个项目最初2003年启动，原计划2007年发射。然而，在研发过程中，风神卫星最核心部分——激光雷达系统总是不断出错，研发周期不断拉长，导致整个项目一再拖延。

       整个过程不只耗费了时间，总预算也在不断攀升……最终，这颗仅有1260千克重的气象卫星，最终耗时16年、耗资5.5亿美元。

运载“风神”卫星的织女星火箭。

       “风神”采集的数据将用于各种数值天气预测活动。

       尤其在热带地区，气球探空比较少，风与其他大气因素的耦合度也不高，风速和风向数据较中纬度地区更难获取，其采集的数据有望大幅改善热带地区的天气预报准确率。中高纬度地区的天气预报精度则有望提高数个百分点。

       欧洲中期天气预报中心气象学家拉斯·伊萨克森说：“这听起来似乎不是很多，但如果我们能将预测准确率提高2%，为社会创造的价值将高达数十亿美元。”更准确、更详细的预报能让人们更好地应对灾害风险。

       此外，“风神”卫星数据有助于改进对粉尘、空气中细小颗粒物活动的预报，例如撒哈拉沙漠上卷起来的尘埃，或者不同海拔高度上漂浮的污染物，同时帮助人类更深入了解风如何影响地球表面与大气之间热能和湿度的交换，在了解气候变化方面发挥重要作用。

       据悉，“风神”卫星是欧洲航天局“探索地球”系列任务的第5项，其余4项依次为测量地球引力和地磁场、土壤湿度、海洋盐度、冰冻圈等任务。该任务将持续三年，计划于今年9月启动激光雷达系统，于2019年1月底前传回第一批数据，随后将其输入预报系统。