中国建成国际最高精度地表太阳辐射监测系统 面向全球发布产品

发布时间:2024-02-22 16:02:36 来源: sp20240222

   中新网 北京11月30日电 (记者 孙自法)中国科学院空天信息创新研究院(空天院)11月30日对外宣布,该院遥感科学国家重点实验室研究员胡斯勒图和石崇团队近日面向全球发布地表太阳辐射近实时遥感监测系统及高时空分辨率产品,这标志着中国已构建完成目前国际最高精度地表太阳辐射监测系统,对于监测和预估太阳能发电量、辐射能量平衡、农业估产、人体健康、植被光合作用及固碳等研究,均具有重要的科学意义和应用价值。

地表太阳辐射组分(短波辐射、光合有效辐射、紫外线A辐射、紫外线B辐射)的总辐射、直射及散射分量的空间分布。中国科学院空天院 供图

  胡斯勒图介绍说,地表太阳辐射是指地球表面接收到的太阳辐射组分(包括紫外线、可见光和红外线等不同波长的电磁辐射)的总称,是驱动地球系统多圈层过程变化的基本能量来源。卫星遥感技术具有数据连续性强、覆盖范围广等特点,是监测地表太阳辐射变化的最有效手段之一。

  传统的地表太阳辐射遥感数据存在一系列缺陷,包括时空分辨率不足、缺乏太阳辐射组分信息、难以区分太阳光传输方向的直射及散射分量等,很大程度上制约了太阳辐射在农业、生态、可再生能源、气象等领域的精细化监测与应用。近年来,随着卫星探测技术的快速发展,尤其是以中国国产风云四号为代表的新一代静止卫星的问世,因其卫星传感器多光谱、高时空分辨率的观测优势,为地表太阳辐射的精细化、近实时监测提供了新的机遇。

葵花8和风云4A卫星资料估算的太阳辐射空间分布以及卫星观测重合区的散点对比。中国科学院空天院 供图

  胡斯勒图指出,针对云及气溶胶是影响地表太阳辐射的重要因素,研究团队通过近10年努力,攻克大气不同类型云和气溶胶粒子光散射计算理论和技术难题,综合考虑大气气体吸收、冰雪覆盖区地表反射等影响,发展物理模型和人工智能模型相结合的新技术,研发出亚太地区太阳辐射近实时遥感监测系统,并利用中国风云四号和日本气象局葵花8/9号静止气象卫星观测资料构建高时空分辨率遥感产品集,空间分辨率为1-5千米,观测频率为10-15分钟,实现高精度、高频次、精细化、近实时的地表太阳辐射监测能力。

青藏高原地表太阳辐射遥感监测结果优于同类产品。中国科学院空天院 供图

  石崇表示,中国科学院空天院大气云辐射遥感团队构建的地表太阳辐射近实时遥感监测系统,可提供12种地表太阳辐射数据产品,包括太阳短波辐射、光合有效辐射、紫外线A辐射、紫外线B辐射以及每个辐射组分的总辐射、直射及散射分量等。相比国际同类卫星遥感产品或再分析资料,该产品在时空分辨率及精度方面均取得显著提升,特别是在监测冰雪覆盖区和云下太阳辐射快速变化区如青藏高原地区,优势尤为明显。

2023年11月30日的高时空分辨率地表太阳辐射监测产品。中国科学院空天院 供图

  据了解,面向全球发布地表太阳辐射近实时遥感监测系统及高时空分辨率产品这项重要遥感研究应用成果,由中国科学院空天院大气云辐射遥感团队联合中国科学院国家空间科学中心、国家卫星气象中心、中山大学、中国气象科学研究院和日本宇宙航空研究开发机构、日本东海大学、英国气象局等中外研究机构合作完成,相关学术论文已在国际专业学术期刊《美国气象学会公报》上发表。同时,地表太阳辐射近实时遥感监测系统及遥感产品也在该团队开发的“云遥感、大气辐射和再生能源”网站(http://www.slrss.cn/care_zh/)上发布共享。(完)

【编辑:曹子健】