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向日葵系列衛星

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向日葵（日語：ひまわり、英語：Himawari）是日本氣象廳用於氣象觀察的地球同步衛星之統稱，此名稱為該系列人造衛星的暱稱。氣象衛星1號至5號的正式名稱為GMS（Geostationary Meteorological Satellite，對地靜止氣象衛星），多功能運輸衛星6號與7號的正式名稱為MTSAT（Multi-functional Transport Satellite，多功能運輸衛星）。「向日葵」系列衛星是世界氣象組織（WMO）與國際科學理事會（ICSU）共同合作的全球大氣研究計劃（日語：地球大気開発計画）（Global Atmospheric Research Program）其中的計劃之一，其提供的氣象情報包括東亞至太平洋等週邊。

自1977年首顆衛星Himawari 1（GMS-1）發射以來，Himawari系列衛星已成為亞洲和西太平洋地區氣象觀測和預報的關鍵工具。目前最新的Himawari 8和Himawari 9衛星，分別於2014年和2016年發射，協助人類進行觀測氣象數據，氣象預報、颱風追蹤、災害監測等等。其最大特色為，Himawari衛星能夠同時觀察到可見光、近紅外光及紅外光三種光譜，總計16個波段，這16個波段所能夠提供的資訊包含高品質的衛星雲圖(雲的光學厚度、種類、溫度和高度等物理參數)與高時間解像度觀測資料(每10分鐘or每2.5分鐘就更新一次資料)，詳細資料請繼續往下閱讀。

各系列衛星

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該系列衛星均取名自向日葵
衛星名稱 發射日期 停止運作日 發射地點 運載火箭 衛星平台
向日葵（日語：ひまわり (人工衛星)） (GMS) 1977年7月14日 1989年6月30日 卡納維拉爾角空軍基地[1] 三角洲2914型運載火箭 HS-335
向日葵2號 (GMS-2) 1981年8月11日 1987年11月20日 種子島宇宙中心 N-II運載火箭2號 (N8F) HS-378
向日葵3號 (GMS-3) 1984年8月3日 1995年6月23日 N-II運載火箭6號 (N13F)
向日葵4號 (GMS-4) 1989年9月6日 2000年2月24日 H-I運載火箭5號 (H20F)
向日葵5號 (GMS-5) 1995年3月18日 2005年7月21日 H-II運載火箭3號 (TF3)
未來號 (MTSAT-1) 1999年11月15日 發射失敗 H-II運載火箭8號 (F8) LS-1300
向日葵6號 (MTSAT-1R) 2005年2月26日 2016年末 H-IIA運載火箭2022型號 (F7)
向日葵7號 (MTSAT-2) 2006年2月18日 運作中 H-IIA運載火箭2024型號 (F9) DS2000（日語：DS2000）
向日葵8號 (Himawari-8) 2014年10月7日 H-IIA運載火箭202型號 (F25)
向日葵9號 (Himawari-9) 2016年11月2日 備用中 H-IIA運載火箭202型號 (F31)

暱稱起源

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宇宙開發事業團（NASDA）初期的衛星均取名自不同的植物，其命名方式源於初代理事長島秀雄（日語：島秀雄）出於對園藝的興趣而取，而氣象衛星「向日葵」就取自植物向日葵。

此外，原打算以公開招募的「未來」（みらい）名字來命名該系列的MTSAT-1及以後的衛星 ，但因發射失敗而停止使用此名字[2]。

GMS型號

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向日葵1號至5號所使用之型號（GMS）

向日葵1號至5號所使用的GMS型號，GMS-1所使用的衛星平台為HS-335，GMS-2至GMS-5所使用的衛星平台為HS-378。

此型號與美國的氣象衛星GOES-4（英語：GOES_4）與GOES-7（英語：GOES_7）相類似，NEC為該型號主要承包商，型號GMS-1的製造由美國休斯空間與通訊公司負責（現波音公司），GMS-2及後的型號則由日本自主製作。

觀察儀器規格

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此型號所搭載的可見光與紅外線成像儀（VISSR）觀察儀器由美國雷神公司所製造，其能拍攝地球的可見光與紅外線等波段[3]。

波長 中心波長 (µm) 傳感器
可見光 0.55 - 0.90 光電倍增管、光電二極管
紅外線1 10.5 - 11.5 碲鎘汞（英語：Mercury cadmium telluride）
紅外線2 11.5 - 12.5
紅外線3 6.5 - 7.0

使用過濾器檢測出紅外線1至3。

向日葵8號、9號

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負責將向日葵8號送至預定軌道H-IIA202運載火箭（2014年10月7日）
主條目：向日葵8號
  • 簡介 向日葵8號於2014年10月7日發射升空，在經過一系列測試後，於2015年7月7日正式投入服務。向日葵9號於2016年11月2日發射升空，目前作為8號的備用機，預計2022年啟用，其特色為每10分鐘進行一次完整的地球觀測，重要區域或特定需求（如日本、颱風）每2.5分鐘進行一次觀測，能快速提供數據，對特定天氣事件的監測極為重要。
  • 主要用途與貢獻 天氣監測與預報：提供高精度的即時數據，協助短期和中期天氣預報，特別是在颱風、熱帶氣流、暴風雨等自然災害，減少災害損失。 大氣和環境監測：觀測大氣層中的溫度、濕度和氣壓變化，研究雲層結構和動態，並監測海表溫度、海冰範圍和土地覆蓋變化。 支援氣候變遷研究：通過提供長期穩定的氣象數據，支持氣候變遷研究，幫助改進全球和區域氣候模型。 環境保護：分析地表覆蓋變化、森林火災等植被狀況。 自然災害的預警和救災工作：2015年，Himawari 8衛星捕捉到了天津爆炸的畫面，幫助事故的調查；2020年，Himawari 8衛星監測到澳洲森林火災蔓延情況，協助消防部門救災。
  • 波段介紹
    向日葵8號與向日葵9號有16個波段，包含可見光、近紅外光及紅外光三種光譜，可見光波段達到0.5公里的空間解像度，紅外波段為2公里，16個波段用途資訊如下:
    • 波段1（可見光 - 藍光） 波長範圍：0.47微米 用途：觀測白天的雲層、煙霧和霧霾。 應用：校正反射率，去除大氣散射影響，提高影像對比度。
    • 波段2（可見光 - 綠光） 波長範圍：0.51微米 用途：觀測植物、植被和海洋生態系統。 應用：綠度指數計算，用於植被分析和健康狀況監測。
    • 波段3（可見光 - 紅光） 波長範圍：0.64微米 用途：雲層和地表觀測，特別是植被和土壤。 應用：NDVI（歸一化差異植被指數）計算，用於植被監測。
    • 波段4（近紅外光） 波長範圍：0.86微米 用途：雲和霧的分辨、植被監測。 應用：與可見光波段結合，增強植被和地表特徵解像度。
    • 波段5（近紅外光） 波長範圍：1.6微米 用途：雪和冰的檢測。 應用：與其他波段結合，區分雪、冰和雲層。
    • 波段6（近紅外光） 波長範圍：2.3微米 用途：雲粒子密度分析。 應用：強化雲粒子分析，火災熱點檢測。
    • 波段7（紅外光） 波長範圍：3.9微米 用途：水汽含量監測、低層大氣水汽觀測。 應用：計算大氣中的水汽含量，分析雲層高度和結構。
    • 波段8（紅外光） 波長範圍：6.2微米 用途：高層大氣水汽觀測。 應用：解析高層水汽分佈，支持天氣預測模型。
    • 波段9（近紅外光） 波長範圍：6.9微米 用途：中上層大氣水汽觀測。 應用：提供中層水汽數據，用於天氣和氣候研究。
    • 波段10（近紅外光） 波長範圍：7.3微米 用途：中層大氣水汽觀測。 應用：低層水汽含量計算，輔助地面氣象觀測。
    • 波段11（近紅外光） 波長範圍：8.6微米 用途：火山灰檢測、雲頂溫度。 應用：強化火山灰和煙霧檢測，精確測量雲頂溫度。
    • 波段12（近紅外光） 波長範圍：9.6微米 用途：臭氧分佈監測。 應用：臭氧含量計算，支持大氣化學研究。
    • 波段13（紅外光） 波長範圍：10.4微米 用途：地表和雲頂溫度。 應用：地表溫度監測，分析雲層結構和動態。
    • 波段14（近紅外光） 波長範圍：11.2微米 用途：雲頂和地表面溫度。 應用：進一步精細化海面和雲層溫度分析。
    • 波段15（紅外光） 波長範圍：12.4微米 用途：雲頂和地表溫度。 應用：與其他紅外波段結合，增強溫度測量精度。
    • 波段16（近紅外光） 波長範圍：13.3微米 用途：一氧化碳分佈、雲頂溫度。 應用：一氧化碳濃度計算，分析高層雲層特徵。
  • 光譜響應函數圖(Spectral Response Functions)
    此條目會顯示 向日葵8號（截至 2013 年 9 月）和 向日葵9號（截至 2013 年 10 月）上 AHI 的 SRF（光譜響應函數）。

相關條目

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外部連結

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  1. ^ ひまわり （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） JAXA 宇宙情報センター 2016年7月16日閲覧
  2. ^ ひまわり?MTSAT?気象庁と国交省命名で“衝突”. 讀賣新聞 (讀賣新聞集團本社). 2005-03-02 [2016-08-17]. （原始內容存檔於2005-03-04）. 
  3. ^ 我が国における主な衛星・センサ一覧表,文部科学省. [2016-08-17]. （原始內容存檔於2013-01-22）. 
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