氣象衛星四十年

黃永德

1960年愚人節，人類歷史上第一顆氣象衛星─電視及紅外光觀測衛星一號（TIROS-1）升空，開啟了氣象科學的新一頁，為天氣預測帶來了新契機。TIROS-1在進入軌道數小時送回的電視影像顯示加拿大聖羅倫斯海道的冰開始溶化，氣象學家隨即知道航運季節可以開始了。時至今日，氣象衛星圖像已成為天氣預報不可或缺的資訊。

雖然早期不少人對於發展氣象衛星是否物有所值提出疑問，但1961年TIROS系列的其中一顆衛星偵察到颶風卡拉（Carla）的移近使他們改變了想法。在卡拉登陸前，美國德州及時疏散了三十萬人，從而避開了風暴的吹襲。在1969年，衛星偵察到美國史上風力最強之一的颶風嘉美（Camille）逼近，相信有數千名美國人因而逃過災難。

當美國在1963年發射了TIROS-8後不久，香港天文台即利用一套自製系統接收該極軌衛星的自動圖像傳送信號。初期使用的是一副改裝過的電視機來顯示衛星圖像。 這台自製系統一直用來接收環境勘測衛星（ESSA）及美國海洋大氣局（NOAA）氣象衛星兩個系列的極地軌道衛星的自動圖像傳送信號，直至1968年天文台添置了一部照片傳真機為止。

隨了監測風暴外，氣象學家亦利用衛星探測到的輻射量來推算大氣層的溫度和水汽量。這些數據可填補海洋上缺乏的氣象觀察資料，供大氣模擬計算使用。近年來，有些氣象中心發展了在模擬計算中直接利用衛星探測到的輻射量進行計算，相信對提高模擬計算的準確度有所幫助。

在1978至1993年運作的NIMBUS-VII衛星攜帶了探測臭氧的儀器，追蹤南極上空的臭氧洞。美國與法國合作在1992年發射的TOPEX衛星於1997年11月探測到太平洋上變暖的海面湧起，對厄爾尼諾現象的研究很有幫助。1997年升空的美日合作熱帶雨量探測計劃（TRMM）衛星安裝了微波影像儀及雷達，而1999年發射的美國QuikSCAT衛星則安裝了雷達散射儀，這兩顆衛星可以從太空分別量度地球雨量分佈和海面風，在熱帶氣旋分析和提供數據給大氣模擬計算方面踏前了一步。此外，在1999年12月進入軌道並屬於地球觀測系統（EOS）系列的TERRA衛星，裝設了特別儀器，可以測量多種與氣候變化有關的數據，如海面、地面及空中溫度、地面用途、植物、懸浮粒子、溫室氣體、冰川、大火等資料，對氣候預測及環境監察作出貢獻。

日常天氣預報方面最需要的是地球同步氣象衛星，因為這類衛星全日監視著同一區域。日本在1977年發射了亞洲首顆地球同步氣象衛星（GMS），在東經140度赤道上空35 800公里的軌跡上運行。香港天文台利用GMS系列衛星獲得的圖像，大幅度提升了天氣預測的能力。現時為亞太區服務的是這系列的第五顆衛星GMS-5，該衛星在1995年升空，為該地區提供可見光、紅外線及水汽頻道雲圖。

中國在發展氣象衛星方面起步稍遲，在1988年發射了首顆太陽同步軌道氣象衛星「風雲一號」。今年6月在西昌發射的「風雲二號」FY-2B，是繼1997年後發射的第二顆「風雲二號」地球同步衛星，在東經105度赤道上空的軌跡上運行，為亞太地區提供和GMS-5相類似的衛星圖像資料。

早在60年代，天文台職員已在京士柏追蹤極軌衛星

﹝文匯報 2000年8月11日﹞