中國建成國際最高精度地表太陽輻射監(jiān)測系統(tǒng) 面向全球發(fā)布產(chǎn)品

中新網(wǎng)北京11月30日電 (記者 孫自法)中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院(空天院)11月30日對外宣布，該院遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員胡斯勒圖和石崇團(tuán)隊(duì)近日面向全球發(fā)布地表太陽輻射近實(shí)時(shí)遙感監(jiān)測系統(tǒng)及高時(shí)空分辨率產(chǎn)品，這標(biāo)志著中國已構(gòu)建完成目前國際最高精度地表太陽輻射監(jiān)測系統(tǒng)，對于監(jiān)測和預(yù)估太陽能發(fā)電量、輻射能量平衡、農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、人體健康、植被光合作用及固碳等研究，均具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。

地表太陽輻射組分(短波輻射、光合有效輻射、紫外線A輻射、紫外線B輻射)的總輻射、直射及散射分量的空間分布。中國科學(xué)院空天院 供圖

胡斯勒圖介紹說，地表太陽輻射是指地球表面接收到的太陽輻射組分(包括紫外線、可見光和紅外線等不同波長的電磁輻射)的總稱，是驅(qū)動地球系統(tǒng)多圈層過程變化的基本能量來源。衛(wèi)星遙感技術(shù)具有數(shù)據(jù)連續(xù)性強(qiáng)、覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，是監(jiān)測地表太陽輻射變化的最有效手段之一。

傳統(tǒng)的地表太陽輻射遙感數(shù)據(jù)存在一系列缺陷，包括時(shí)空分辨率不足、缺乏太陽輻射組分信息、難以區(qū)分太陽光傳輸方向的直射及散射分量等，很大程度上制約了太陽輻射在農(nóng)業(yè)、生態(tài)、可再生能源、氣象等領(lǐng)域的精細(xì)化監(jiān)測與應(yīng)用。近年來，隨著衛(wèi)星探測技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是以中國國產(chǎn)風(fēng)云四號為代表的新一代靜止衛(wèi)星的問世，因其衛(wèi)星傳感器多光譜、高時(shí)空分辨率的觀測優(yōu)勢，為地表太陽輻射的精細(xì)化、近實(shí)時(shí)監(jiān)測提供了新的機(jī)遇。

胡斯勒圖指出，針對云及氣溶膠是影響地表太陽輻射的重要因素，研究團(tuán)隊(duì)通過近10年努力，攻克大氣不同類型云和氣溶膠粒子光散射計(jì)算理論和技術(shù)難題，綜合考慮大氣氣體吸收、冰雪覆蓋區(qū)地表反射等影響，發(fā)展物理模型和人工智能模型相結(jié)合的新技術(shù)，研發(fā)出亞太地區(qū)太陽輻射近實(shí)時(shí)遙感監(jiān)測系統(tǒng)，并利用中國風(fēng)云四號和日本氣象局葵花8/9號靜止氣象衛(wèi)星觀測資料構(gòu)建高時(shí)空分辨率遙感產(chǎn)品集，空間分辨率為1-5千米，觀測頻率為10-15分鐘，實(shí)現(xiàn)高精度、高頻次、精細(xì)化、近實(shí)時(shí)的地表太陽輻射監(jiān)測能力。

青藏高原地表太陽輻射遙感監(jiān)測結(jié)果優(yōu)于同類產(chǎn)品。中國科學(xué)院空天院 供圖

石崇表示，中國科學(xué)院空天院大氣云輻射遙感團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的地表太陽輻射近實(shí)時(shí)遙感監(jiān)測系統(tǒng)，可提供12種地表太陽輻射數(shù)據(jù)產(chǎn)品，包括太陽短波輻射、光合有效輻射、紫外線A輻射、紫外線B輻射以及每個(gè)輻射組分的總輻射、直射及散射分量等。相比國際同類衛(wèi)星遙感產(chǎn)品或再分析資料，該產(chǎn)品在時(shí)空分辨率及精度方面均取得顯著提升，特別是在監(jiān)測冰雪覆蓋區(qū)和云下太陽輻射快速變化區(qū)如青藏高原地區(qū)，優(yōu)勢尤為明顯。

2023年11月30日的高時(shí)空分辨率地表太陽輻射監(jiān)測產(chǎn)品。中國科學(xué)院空天院 供圖

據(jù)了解，面向全球發(fā)布地表太陽輻射近實(shí)時(shí)遙感監(jiān)測系統(tǒng)及高時(shí)空分辨率產(chǎn)品這項(xiàng)重要遙感研究應(yīng)用成果，由中國科學(xué)院空天院大氣云輻射遙感團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心、國家衛(wèi)星氣象中心、中山大學(xué)、中國氣象科學(xué)研究院和日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)、日本東海大學(xué)、英國氣象局等中外研究機(jī)構(gòu)合作完成，相關(guān)學(xué)術(shù)論文已在國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《美國氣象學(xué)會公報(bào)》上發(fā)表。同時(shí)，地表太陽輻射近實(shí)時(shí)遙感監(jiān)測系統(tǒng)及遙感產(chǎn)品也在該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“云遙感、大氣輻射和再生能源”網(wǎng)站(http://www.slrss.cn/care_zh/)上發(fā)布共享。(完)