中秋節以月之圓兆人之團圓，

爲寄託思念故鄉，思念親人之情。

而此時此刻，漂泊在外的氣象衛星——風雲二號、風雲三號、風雲四號也時時刻刻牽掛着這顆美麗地球。

大家都知道，不管是“風二郎”、“風三娘”還是“風四郎”，都可以目不轉睛地注視着我們的地球，怎麼又還能“一心二用”地去瞅月亮呢？

雖然場景有點難以想象，不過直接看圖就知道啦——

風雲四號A星拍攝到的地月同框

氣象衛星有着足夠寬的視野，不僅能夠看到地球，地月同賞也不在話下。不僅如此，我們在地球上賞月以寄情思，而氣象衛星在遙遠的外太空“賞月”，那可是在正經工作呢！

風雲四號A星觀測月球真彩色合成圖

有一種賞月，叫舉頭望明月，低頭思故鄉；還有一種賞月，叫風雲氣象衛星，月球輻射定標。

什麼是輻射定標？

輻射定標是將遙感儀器原始觀測計數值轉換成輻射物理量的過程。

如何理解這段話呢，打個比方吧，一個沒有刻度的溫度計是不能測量物體溫度的，此時可以將溫度計放到0°C的冰水混合物和100°C的沸水中，對其水銀柱位置進行標記，再將間距進行等分刻度，這個過程就是定標。

換到氣象衛星這裏，就是相當於給遙感數據加“準星”，爲後續的推算或反演奠定基礎。

圖爲風雲二號G星的一次對地圓盤觀測，圖左上方即爲觀測到的月球

什麼是月球定標？

常年的工作使得搭載在衛星上的傳感器需要定期進行定標，以糾正成像儀輻射響應衰減帶來的變化。

月球目標是除了太陽以外，張角最大的地外目標，除了極少數的可分辨的隕石撞擊造成的月面狀態的改變，可以保證紀元級的穩定特性，因此很適合作爲穩定目標對氣象衛星開展輻射定標工作。

圖爲風雲二號E星的一次對地成像圖，圖左上方即爲觀測到的月球

那麼問題又來了，我們每天都能看到月亮，而時刻聚焦在地球上的氣象衛星是如何看到月亮的呢？在此之前，我們先說一說月亮自己的故事吧！

月球上有沒有嫦娥和月兔呢？

月球的質量和體積都比地球小很多，引力只有地球的六分之一，不足以吸引大氣和水。所以月球沒有大氣層，也沒有液態水。由於大氣層和水的缺失，月球出現了以下四種奇特的現象：

其一，光無法進行散射，導致月球的天空一片漆黑，即使是白天也能清晰看到點點繁星；月球表面上接近真空狀態下，聲音是無法傳播的；溫度調節機制喪失，晝夜溫差可達到300°C；其他小天體撞擊月球留下衆多環形山，使得月球表面凹凸不平。

月亮爲何陰晴圓缺？

月球圍繞地球公轉的週期是27.32天，稱作一個恆星月。而月球自轉的週期也是27.32天，這神奇的現象並不是巧合，其實在很多衛星與他們圍繞的行星之間都產生類似的現象，在天文學上被稱爲潮汐鎖定。由於月球的自轉週期與公轉週期相同，所以地球上的人永遠只能看到相同的半個月球，稱作月球正面。

月球不是恆星，不能自主發光，我們能看到月球是因爲月球反射了太陽光，地球繞着太陽公轉，月球繞着地球公轉，月球、地球和太陽三者的相對位置不斷髮生變化，從而導致我們看到的月球的圓缺形狀不斷髮生變化，即月相變化。

圖爲2018年1月31日國家衛星氣象中心空間天氣科普天文臺上記錄的“超級藍血月全食”天文奇觀

知己知彼，不僅要知道我們氣象衛星的軌道訊息，還要了解月球的“作息”規律，才能順利開展月球的定標工作。

靜止氣象衛星究竟什麼時候才能見到月亮呢？

觀測幾何計算

月球的軌道平均高度約在三十八萬五千米左右，公轉週期約在27天。同爲地球的衛星，風雲四號氣象衛星則離地球近很多，它的軌道平均離地球三萬六千米，這一設計使得風雲四號氣象衛星得以和地球同步轉動，這也是靜止軌道衛星這一名字的由來。

在月球環繞地球公轉到一定角度時，月球便有機會和地球同框，出現在風雲2號和風雲4號氣象衛星的視野中了。

而地面站通過計算星曆錶文件，對衛星、月球、和太陽的位置進行計算後，根據儀器座標轉換矩陣和地、月、衛星的幾何關係，預報出月球出現在衛星冷空視場的時間了。

作爲極軌衛星的風雲三號氣象衛星也可以抓拍到各種月相時刻。

“風三娘”所攜帶的中分辨率光譜成像儀採用固定的角度觀測外太空，從中獲取衛星的基準電流數據。月亮每月都會闖進這個角度裏被“風三娘”瞧見。月亮慢慢地從一側滑進圖像，接着從另一側溜走。

利用這些數據，“風三娘”既能完成絕對定標，又能對比以往的表現，知曉自身狀態的變化。

雖然都可以一飽月球全貌的眼福，但風雲氣象衛星月球定標的條件相對比較苛刻，首先不同定標模型適用的月相角範圍是有限制的，只有月球出現在衛星冷空視場時同時滿足條件的影像才能採用。

其實，還有諸多賞月利器

這個視頻是利用其他的繞月衛星觀測月球的光譜數據所建立的月球網格化輻射亮度模型，該模型可以用於高分辨率衛星的月球輻射定標（模型的分辨率是1度*1度），同時該模型的月球照度可以用於夜間衛星遙感監測，視頻記錄了全過程月球的明暗變化。

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