风云三号E星

卫星介绍

风云三号E星（FY-3E卫星）于2021年7月5日7时28分，在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭发射。

FY-3E卫星由我国自主研制，作为我国第二代极轨气象卫星，是全球首颗民用晨昏轨道气象卫星，也是第19颗风云系列气象卫星。FY-3E卫星与在轨的FY-3C卫星和FY-3D卫星组网运行，我国也因此成为国际上唯一同时拥有上午、下午、晨昏三条轨道气象卫星组网观测能力的国家。

FY-3E卫星有效补充了6小时同化窗内卫星观测资料的空白，对南北半球预报和洲际尺度的区域预报有积极的贡献，弥补了全球观测资料的不足，上午卫星（ETC 10:00左右）、下午卫星（ETC 13:00左右）、晨昏轨道卫星三星组网观测可以使6小时同化窗内卫星资料100%全球覆盖，对4-7天500hPa位势高度的预报半球尺度（北半球）提高2-3个百分点，区域尺度（北美洲）提高2-10个百分点。三星组网后，每6小时可为数值预报提供一次完整全球覆盖的资料，有效提高和改进全球数值天气预报精度和时效，对完善全球对地观测系统具有重要意义。

FY-3E卫星设计寿命由5年提升至8年，有利于最大限度挖掘和适度扩展卫星平台能力，提高载荷的可靠性、稳定性和探测精度，可充分发挥卫星应用效益。FY-3E卫星地面应用系统针对新载荷、新搭配，建立了新的算法和处理方法，在规模、性能、技术水平和服务能力上均有大幅度提高。

FY-3E卫星的成功发射填补全球天基气象观测系统空白，在业务上形成同欧美卫星的等价互补之势，有利于提升中国气象局在国际气象事务中的话语权，有利于提升我国的大国地位。

卫星特色

FY-3E卫星在确保极轨气象卫星全球成像和大气垂直探测观测业务的基础上，侧重数值天气预报的应用目标，对天气会商、热带气旋和其它极端气象灾害预警、气候监测、太阳和空间天气观测具有独特优势。

FY-3E卫星综合观测能力有四大特色：

1、高精度光学微波组合大气温度湿度垂直分布探测能力

FY-3E卫星拥有晨昏轨道上微波温度、微波湿度、高光谱红外、无线电掩星全球大气温度湿度垂直分布探测能力，能够每天为主要的数值天气预报机构提供清晨和黄昏两次宝贵的全球跨谱段大气温度湿度垂直分布观测数据，有效弥补上午、下午轨道卫星在时间尺度上的观测间隙。面向数值天气预报对卫星数据的更高需求，FY-3E卫星在微波和红外两个关键的探测频段均实现了显著的技术提升。相比前序仪器，FY-3E卫星在观测通道、探测精度、光谱覆盖连续性等三个方面的核心能力都有了显著提高，可为支撑数值天气预报应用提供更好更精的资料。

2、主动遥感仪器风场精确探测能力

FY-3E卫星实现了风云系列卫星首次主动遥感探测，可提供气象预测预报亟需的全球海面风场（风速和风向）信息，并通过与全球导航卫星海反观测同平台观测，可提供更高的风场空间采样密度。

3、全球气候变化监测与预测的支撑能力

FY-3E卫星将提供在晨昏时刻的太阳和地气系统观测，结合上午和下午轨道卫星的观测，增加了对太阳辐射和全球范围地球物理参数日变化特征监测频次，能够更加精准揭示全球气候变化特征。太阳辐射是地球接收的、驱动地球大气和海洋运动唯一能量，E星携带的太阳辐射监测仪、太阳辐照度光谱仪和太阳X-EUV成像仪，将持续提供长期而且准确的太阳总辐射观测，首次实现165-1650nm太阳连续光谱辐射以及太阳在X和极紫外波段的太阳图像，可为太阳总辐射长期观测以及气候数据集构建、地球辐射收支平衡分析提供支撑，为大气可见光和近红外谱段辐射传输计算和大气成分反演提供真实太阳光谱参数，并支持通过长期监测太阳光谱辐射变化揭示太阳活动情况以及地气系统对太阳辐射变化响应。此外，E星上中分辨率光谱成像仪、红外高光谱大气探测仪、微波温度计和微波湿度计、全球导航卫星掩星探测仪也将持续提供超过8年的对地球表面和大气状态连续而精准观测，揭示地气系统能量平衡、云参数、大气温湿度以及陆海表温度等气候参数时空变化特征，延续风云三号系列卫星对全球气候变化监测与预测的支撑能力。

4、太阳和空间环境综合探测能力

FY-3E卫星空间天气监测能力大幅度提升，新增的太阳X-EUV成像仪是国内卫星首次搭载，也是国际上首次将X射线和极紫外这两个波段的成像观测集成到1台仪器上。太阳X-EUV成像仪能够实现对空间天气扰动源头——太阳的监测，获取X射线和极紫外波段的多通道、全日面、高灵敏度图像，对于太阳耀斑、冕洞和暗条爆发等太阳活动监测预警具有重要意义，同时也是空间天气预报的重要输入条件。此外，空间环境监测器新增了磁场探测，拓展了带电粒子探测的能谱和方向性，辐射剂量和表面电位探测能力也得到了加强；多角度电离层光度计在天底方向的探头的基础上增加了指向±30°的两个探头，实现日夜交界面上气辉变化的监测分别对日边、夜边和曙暮时段的电离层进行探测；全球导航卫星掩星探测仪电离层掩星能力也得到加强，北斗掩星探测进入业务化。这些空间天气监测仪器将为我国空间天气监测预警业务提供强有力的支撑和保障。

晨昏轨道卫星

晨昏轨道是指地方降交点时间（ETC）6:00左右的卫星观测轨道。

极轨气象卫星的首要任务是为NWP提供满足时间和空间要求的全球观测资料，改善初始场，提高NWP的预报时效和精度。目前，欧洲和美国业务极轨气象卫星采用欧洲Metop卫星负责上午轨道，美国JPSS卫星负责下午轨道的协助工作模式。我国已经发射的风云三号上午卫星（FY-3A/C）轨道接近欧洲的Metop卫星，下午卫星（FY-3B/D）卫星轨道接近美国的JPSS卫星。上述卫星观测时间要么集中在10:00左右，要么集中在14:00左右，从NWP同化要求来看，每6h观测同化时间窗内全球总有2～3条轨道的卫星观测空白区，无法提供全球覆盖的初始观测。

为了满足NWP观测需求，世界气象组织（WMO）在《2025年全球观测系统展望》报告中提出了建立上午、下午和晨昏轨道三颗卫星组网观测的概念。中国气象局紧抓风云极轨气象卫星发展战略机遇，在2012第40届世界气象卫星协调组织CGMS大会上对发展晨昏轨道卫星提出积极响应；2013年牵头组织世界气象组织WMO晨昏轨道卫星应用效益论证国际工作组（Tiger Team）工作，形成中英文《风云极轨卫星晨昏轨道论证报告》，最终通过国家工程批复立项。

2022年12月1日，FY-3E卫星及其地面应用系统正式业务运行，与在轨的风云三号卫星按照晨昏、上午、下午的轨道布局进行三星组网，实现全球数值天气预报模式每6小时同化窗内全球观测资料100%覆盖，有效提高和改进全球数值天气预报精度和时效；进一步提升我国气象预报预测、气候变化应对、气象防灾减灾、生态文明建设、空间天气预报预警等各应用层面的能力和水平；完善和丰富我国现有的气象业务观测体系，助推我国气象事业现代化建设发展，提升风云卫星的国际影响力。

技术指标

轨道类型	近极地太阳同步轨道
轨道标称高度	836公里
轨道倾角	98.75°
轨道偏心率	≤0.0025
轨道周期	101.5min
轨道回归周期	标称5.5天，设计范围4~10天
降交点地方时	05:30
交点地方时漂移	8年小于20分钟
姿态稳定方式	三轴稳定
卫星发射重量	2300公斤
卫星平均功率	2500瓦
卫星寿命	设计寿命8年，6年考核

探测仪器

FY-3E卫星搭载了11台仪器，其中3台仪器为全新研制，7台升级改进，1台业务继承。FY-3E的主要仪器载荷配置有：微波温度计、微波湿度计、红外高光谱大气探测仪、GPS掩星探测仪以及双频微波主动散射雷达。FY-3E卫星可实现对三维大气、洋面风场、夜间微光、太阳和电离层等多种要素的监测，有效增强天气气候、大气环境和空间天气监测分析能力，从而进一步提升我国天气预报预测、气候变化应对、气象防灾减灾、生态文明建设、空间天气预报预警等各应用层面的能力和水平。

仪器名称	仪器全称	英文全称	通道数
MERSI-LL	中分辨率光谱成像仪（微光型）	Medium Resolution Spectral Imager-LL	7
HIRAS-II	红外高光谱大气垂直探测仪（II型）	Hyperspectral Infrared Atmospheric Sounder-II	3053
MWTS-III	微波温度计（III型）	Micro-Wave Temperature Sounder-III	17
MWHS-II	微波湿度计（II型）	Micro-Wave Humidity Sounder-II	15
GNOS-II	全球导航卫星掩星探测仪（II型）	GNSS Radio Occultation Sounder-II	50
WindRAD	风场测量雷达	Wind Radar	4
SSIM	太阳辐照度光谱仪	Solar Spectral Irradiance Monitor	4345
SIM-II	太阳辐射监测仪（II型）	Solar Irradiance Monitor-II	3
X-EUVI	太阳X射线极紫外成像仪	Solar X-ray and Extreme Ultraviolet Imager	8
Tri-IPM	电离层光度计（多角度型）	Triple-angle Ionospheric PhotoMeter	6
SEM	空间环境监测器	Space Environment Monitor	421

数据产品

仪器名称	数据索引
中分辨率光谱成像仪（微光型）	MERSI-LL
红外高光谱大气垂直探测仪（II型）	HIRAS-II
微波温度计（III型）	MWTS-III
微波湿度计（II型）	MWHS-II
全球导航卫星掩星大气探测仪（II型）	GNOS-II
风场测量雷达	WindRAD
太阳辐照度光谱仪
太阳辐照度监测仪（II型）	SIM-II
太阳X射线极紫外成像仪	X-EUVI
多角度型电离层光度计	Tri-IPM
空间环境监测器	SEM