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福爾摩沙衛星三號發射五周年

新聞出處:NSPO 2011/04/13

福爾摩沙衛星三號(以下簡稱福衛三號)星系是國家太空中心於民國80年成立以來所完成的第三個衛星計畫,也是台美兩國以政府對政府的國際合作方式所進行的大型衛星合作計畫。民國88年5月台美雙方完成簽署福衛三號計畫雙邊政府合作協議書,並由雙方政府分別授權國家太空中心(NSPO)和美國大學大氣聯盟(UCAR)共同執行福衛三號計畫,運用先進的全球定位系統電波掩星(GPS Radio Occultation)技術,建立全球大氣即時觀測網,因而又稱之為「氣象、電離層及氣候之衛星星系觀測系統」(Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere and Climate),簡稱為FORMOSAT-3/COSMIC計畫。經過雙方將近七年的共同努力,在國家太空中心完成衛星組裝測試後,福衛三號星系終於在民國95年4月15日在美國加州范登堡場發射,以一箭六星方式成功發射世界首創的微衛星氣象星系。

福衛三號衛星係部署於地球表面700-800公里高之不同軌道中,組成涵蓋全球的低軌道微衛星星系來接收美國32顆全球定位衛星(GPS)所發出的訊號,觀測範圍涵蓋全球大氣層及電離層。於任務期間,提供每天平均2000筆,最高2500點均勻分佈於全球上空的觀測資料值。福衛三號的掩星資料不僅可提供氣象預報運用外,亦可應用於氣候變遷、太空天氣預報、和地球重力等相關科學研究。

福衛三號衛星自發射後,即由國家太空中心團隊負責全程操控任務,衛星任務壽命2年,設計壽命5年,迄今屆滿其設計壽限,已成功達成計畫任務目標。福衛三號星系自在太空軌道上運轉5年來,迄今共計接收到大氣資料256萬筆,電離層264萬筆,目前全球總共有55個國家,1508個註冊使用者從事相關氣象預報及學術研究,成績斐然,被國際間譽為「最精準的太空溫度計」,也被評為對未來氣象測候最具影響力的系統之一。由於福衛三號衛星已超過設計年限,依據目前衛星健康狀態,其中第三枚衛星自民國99年7月以來,已長時間斷續失聯,其他五枚衛星亦已顯現衛星電池蓄電力衰退或掩星酬載天線不穩定等老化現象,惟經操作團隊的努力下,目前仍能維持提供每天平均約1200筆的觀測資料。

本計畫所衍生的掩星資料精準穩定度極佳,發射後短時間內就陸續被全球主要的氣象單位納入近即時的預報系統。全球已有10餘個國家氣象中心將福衛三號資料納入其作業系統中,包括美國國家環境預測中心(NCEP)、歐洲中期氣象預測中心(ECMWF)、英國氣象中心(UKMO)、日本氣象中心(JMA)、美國空軍氣象局(AFWA)、加拿大氣象中心(CMC),法國國家氣象局(FNMS)、我國中央氣象局等單位。依據文獻分析資料顯示,福衛三號全球掩星資料可提升全球模式預測的準確度約5%-10%,獲得國際間高度的認同。

同時由於福衛三號星系系統的部署,在科學研究上亦有許多重大的突破,例如在電離層研究方面,科學團隊針對發掘赤道異常、大氣停駐波、夜間中緯度異常、電漿洞、電漿匱乏灣等研究,科學成果豐碩。另外,對於南極上空平流層溫度垂直結構的連續觀測、全球氣候監測、聖嬰現象颱風路徑預報、電離層對於地震現象測量等亦有許多科研成果。福衛三號除獲國際知名期刊:NATURE、SCIENCE、TAO、BAMS、SPECTRUM、GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING、ECMWF及JCSDA Newsletter顯著報導外,並有數百篇SCI論文,以及數以千計學術論文的產出。

由於福衛三號之計畫成效廣受國際矚目,包括世界氣象組織及美國國家科學基金會皆推薦類似福衛三號星系系統,應為未來氣象衛星的主流之一。展望未來,國家太空中心已開始積極規畫下一代氣象衛星星系計畫,將以國際合作方式來推動,接續福衛三號計畫之成果,提供全球及台灣鄰近地區更多且密集的大氣掩星資料,同時達成兼顧我國太空科技發展及社福民生需求為導向的太空計畫任務目標。