向日葵系列衛星

向日葵（ひまわり、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（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)與高時間解析度觀測資料(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

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 (人造衛星) (GMS)｜1977年7月14日｜1989年6月30日｜卡納維拉爾角空軍基地｜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

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

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。

## GMS型號

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與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

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。

波長｜中心波長 (µm)｜傳感器

可見光｜0.55 - 0.90｜光電倍增管、光電二極體

紅外線1｜10.5 - 11.5｜碲鎘汞

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

- 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公里的空間解析度，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析度。
- 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：解析高層水汽分布，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：臭氧分布監測。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：一氧化碳分布、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）。
- 向日葵8號光譜響應函數圖： VIS 及 NIR、 SRF
- 向日葵9號光譜響應函數圖： VIS 及 NIR、 SRF

## 外部連結

- JAXA｜靜止気象衛星「ひまわり」 (GMS)
- 気象衛星センター
- MTSATの構成/神戸航空衛星センター
- 三菱電機 宇宙システム総合サイト
- 気象衛星：ひまわり5號 (GMS-5) →ゴーズ9號 (GOES-9) →ひまわり6號 (MTSAT-1R) →ひまわり7號 (MTSAT-2) / KITAMOTO Asanobu's Website
- 世界最高性能の次世代型観測センサを世界で初めて搭載。開発は「時間との戦い」-「ひまわり8號」プロジェクトマネージャーに聞く 2014年9月16日 三菱電機DSPACEコラム