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可实现卫星数据实时接收的气象卫星直播系统
华东师范大学地理科学学院的研究人员刘延安博士与Hung-Lung Huang博士，展示了一套可实现卫星数据实时接收的气象卫星直播系统。传统的卫星数据收集依赖于集中式地面站网络，通过区域数据处理中心对观测数据进行下行传输与中继转发。而直播（DB）系统能够直接接收卫星数据，由此缩短数据延迟时间，为灾害管理、农业、航空等关键应用领域提供及时有效的信息支持。
通过应用社区卫星处理软件包（CSPP），DB系统的效率得到了进一步提升。这款开源协作式软件可将原始卫星数据处理为可用格式，从而实现快速的区域分析。CSPP采用模块化设计，能支持包括风暴追踪、环境变化评估在内的多种应用场景。研究人员指出，直播系统与社区化处理工具的结合，能够帮助地方主管部门与研究人员更快地做出基于数据的决策。这种技术整合，可确保在气象与环境条件瞬息万变的情况下，进一步提升备灾能力与应急响应效率。
刘博士和Huang博士的论文阐述了，如何借助CSPP以及环境监测与天气预报领域的区域基础设施，实现对海量卫星数据的高性能实时处理。论文中还说明，这一能力的实现得益于多方力量的协同支撑：NOAA与EUMETSAT的卫星星座、Orbital Systems提供的商用直播地面站系统，以及由NOAA资助的社区型工具CSPP。而CSPP的持续开发、维护与用户支持工作，对于该技术能力的落地至关重要。
研究人员还指出，这一系统的成功运行有赖于国际社会对卫星数据开放共享政策的共同承诺。上述各项技术组件协同配合，构成了一套无缝衔接的端到端实时地球观测框架，可为提升社会抗风险能力、保护生态环境，以及应对日趋复杂的气象与气候挑战的备灾工作，提供有力支撑。
图片说明：CSPP注册用户及其所在地区（截至2025年6月1日）
由美国NOAA、欧洲EUMETSAT等国际气象机构运营的低地球轨道（LEO）气象卫星星座，可提供关键性的气象与环境观测数据。在世界气象组织（WMO）主导的跨机构协作、协调与标准化工作推动下，这些数据均可以免费获取。此举旨在确保相关数据能够被高效、及时地用于气象监测工作，以及持续的气候记录。
20世纪70年代初建立的卫星直播系统（DBS）正是这些具有历史意义且仍在持续推进的国际合作项目的成果。DBS能够不受政治限制，持续获取卫星观测数据。本研究探讨了NOAA联合极轨卫星系统（JPSS）与EUMETSAT极轨气象卫星系列（MetOp） 的应用方式，并重点阐述了它们在区域气象与环境监测方面作出的贡献。刘博士和Huang博士论证了，将上述卫星资产与DBS技术、NOAA CSPP相结合，并辅以持续的运作与相关教育培训工作，能够为气象预报和环境监测工作提供有力支撑。该研究还重点介绍了这套技术体系在大上海地区的特色区域应用案例，展现了这一端到端基础设施如何助力社会与商业领域，应对极端天气与环境变化带来的长期影响。
研究人员还表示，CSPP将持续迭代升级，具体路径包括集成先进算法、支持新的卫星任务，以及通过更直观的操作界面和说明文档，提升用户使用便捷性。与此同时，由WMO牵头协调，NOAA、EUMETSAT，以及韩国气象局（KMA）等各国气象机构共同参与建设的DB网络（DBNet），正不断拓展其全球覆盖范围与技术能力。通过实现LEO卫星数据的准实时获取，以及依托定期协调会议促进多方协作，DBNet进一步强化了直播系统的管理效能与运行效率，为低延迟业务化气象工作提供了有力支撑。
最后，刘博士和Huang博士指出，其研究中阐述的直播方法，主要适用于准实时应用与态势感知场景。研究人员建议，若需使用经过全面质量控制与交叉校准的数据集，可从NASA、NOAA或EUMETSAT维护的权威档案库中获取。
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论文信息
作者
通讯作者：
🔹Hung-Lung Huang
allenh@ssec.wisc.edu
作者
🔹刘延安，地理信息科学教育部重点实验室，华东师范大学，地理科学学院，中国上海
🔹Hung-Lung Huang, 空间科学与工程中心，威斯康星大学麦迪逊分校，美国威斯康星州
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DOI: https://doi.org/10.1175/BAMS-D-25-0013.1
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期刊介绍
Bulletin of the American Meteorological Society
本刊是针对大众读者的AMS旗舰期刊，覆盖天气、水和气候领域的同行评审文章、简述、评论和趣事短文。
美国气象学会公报 /BAMS
ISSN: 0003-0007
eISSN: 1520-0477
https://www.ametsoc.org/index.cfm/ams/publications/bulletin-of-the-american-meteorological-society-bams/
