风云四号卫星“抓闪电”靠的是什么？
可秒拍５００张图、“捕捉”闪电的我国新一代静止轨道气象卫星风云四号，日前公布了首批静止轨道闪电探测影像。闪电数据为２０１７年２月１３日对澳大利亚西部地区的一次强雷暴的全过程数据，将该地区持续约６小时的强雷暴的产生、发展、结束全过程中的闪电发生情况完整再现。
风云四号卫星“抓闪电”的本领为啥这么强？能给我国闪电预警带来哪些益处？记者日前采访了风云四号闪电成像仪的研制单位专家，揭开它“抓闪电”的奥秘。
“抓闪电”靠“超能力”
风云四号搭载的我国首台地球静止轨道闪电探测仪器，由中国航天科技集团公司五院５０８所研制，是我国首台地球静止轨道闪电探测仪器，填补了我国空基闪电探测方面的空白。
中国航天科技集团公司五院５０８所闪电成像仪主任设计师鲍书龙说，闪电成像仪有一双敏锐的“眼睛”，每秒可探测５００张闪电图，实现中国及周边区域２４小时不间断的闪电实时探测，而这都源于它具备的“超能力”：
它能每２毫秒就探测一次中国及周边闪电情况，探测速度是国内大范围闪电探测速度中最快的；它是遥感卫星中的“寿星”，具有７年２４小时超长的在轨不间断实时闪电探测能力；它像个“大广角”镜头，一次可实时实现中国及周边区域的闪电探测与监测；它是个不休息的“摄影师”，举起镜头，能够实现每秒６帧地面图像的获取，实时监测云层、强对流气团的运动；它还是个“智能型”选手，具有在轨探测算法全部更改能力，闪电探测效率能力强。
攻关十三载 打造闪电探测“黑科技”
在太空中探测的闪电是叠加在云层上的一个个离散的点状目标。由于云层对阳光的强反射，大部分闪电的亮度相当于云层背景的十分之一，甚至百分之一。
同时，由于观测范围广，观测范围内的背景反差大，白天闪电淹没在背景之中。因此，白天在轨实时探测大反差、强背景上随机点源的闪电非常困难。
鲍书龙说，２００３年，５０８所闪电成像仪项目组成立时，我国关于闪电探测的研究尚处于空白。从太空中看到的闪电是什么样子，我们并不清楚，只能从美国ＮＡＳＡ公布资料中的只言片语、欧空局公开的会议材料，甚至日本同类型产品的技术参数中摸索学习。
经过十三年的探索攻关，研究人员先后掌握了大口径超窄带滤光片、高帧率大动态范围面阵焦平面组件、闪电场景实验室模拟等数十项新技术。例如国内自主研制的高帧率大动态高灵敏度探测器，使得闪电成像仪看得见黑夜中的细发、看得清强光中的秋毫，能够适应８０００倍的亮度变化……这些新技术不为闪电成像仪独属，多项可应用于我国高轨卫星载荷研制。
闪电探测应用广泛、惠及多方
太空中的闪电探测，尤其是静止轨道闪电探测，具有２４小时不间断、覆盖范围大、实时性好等优点，是世界上有研制能力国家优先采用的闪电探测方式。
据介绍，风云四号闪电成像仪成功在轨代表着我国闪电探测的新起点，它将闪电探测结果与云图叠加起来，可以实现对闪电灾害、强对流天气的短时、实时预警预报，降低雷电、强对流天气对我国航空、航天、航海、农业、林业、牧业、建筑、电力、通信等方面的危害。尤其在航空航线、海洋航线等全程闪电与风暴的实时预报等方面，闪电成像仪能力突出。
鲍书龙说，闪电成像仪探测的影像产品不仅可以服务于我国国民经济建设，还可以惠及它凝视范围内的其他邻国。