中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布地表太陽輻射近實(shí)時(shí)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
太陽輻射是指太陽以電磁波的形式向外傳遞能量，包括光合有效輻射(PAR)、紫外線-A (UVA)、紫外線-B (UVB)和短波輻射(SWR)。地球所接受到的太陽輻射能量雖然僅為太陽向宇宙空間放射的總輻射能量的二十二億分之一，但卻是驅(qū)動(dòng)地球系統(tǒng)多圈層過程變化的基本能量來源，也是地球光熱能的主要來源。
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(cè)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，如時(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(cè)與應(yīng)用。近年來，隨著衛(wèi)星探測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是以國產(chǎn)風(fēng)云四號(hào)為代表的新一代靜止衛(wèi)星的問世，因衛(wèi)星傳感器多光譜、高時(shí)空分辨率的觀測(cè)優(yōu)勢(shì)，為地表太陽輻射的精細(xì)化、近實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供了新機(jī)遇。
近日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員胡斯勒?qǐng)D和石崇團(tuán)隊(duì)，發(fā)布地表太陽輻射近實(shí)時(shí)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及高時(shí)空分辨率產(chǎn)品(CARE)。這是目前我國構(gòu)建的國際精度地表太陽輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)監(jiān)測(cè)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具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
該團(tuán)隊(duì)通過近十年的努力，攻克了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)展了物理模型和人工智能模型相結(jié)合的新技術(shù)，研發(fā)了亞太地區(qū)太陽輻射近實(shí)時(shí)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并利用我國風(fēng)云四號(hào)和日本葵花8/9號(hào)靜止氣象衛(wèi)星觀測(cè)資料構(gòu)建了高時(shí)空分辨率遙感產(chǎn)品集(空間分辨率為1至5千米，觀測(cè)頻率為10至15分鐘)，實(shí)現(xiàn)了高精度、高頻次、精細(xì)化、近實(shí)時(shí)的地表太陽輻射監(jiān)測(cè)能力。
太陽輻射近實(shí)時(shí)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以提供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。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(cè)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)，具有顯著優(yōu)勢(shì)。
相關(guān)研究成果Surface Solar Radiation Compositions Observed from Himawari-8/9 and Fengyun-4 Series于近日發(fā)表在《Bulletin of the American Meteorological Society(美國氣象學(xué)會(huì)公報(bào))》上。
地表太陽輻射近實(shí)時(shí)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及遙感產(chǎn)品已在該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的云遙感、大氣輻射和再生能源(CARE)網(wǎng)站上發(fā)布共享。
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