中國科學院空天信息創新研究院研究團隊發布地表太陽輻射近實時遙感監測系統
2023-12-02 09:29:01
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河南新瑞普測控技術有限公司
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行業新聞
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，但卻是驅動地球系統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。
衛星遙感技術具有數據連續性強、覆蓋范圍廣等特點，是監測地表太陽輻射變化的最有效手段之一。傳統的地表太陽輻射遙感數據存在一系列缺陷，如時空分辨率不足、缺乏太陽輻射組分信息、難以區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業、生態、可再生能源、氣象等領域的精細化監測與應用。近年來，隨著衛星探測技術的快速發展，尤其是以國產風云四號為代表的新一代靜止衛星的問世，因衛星傳感器多光譜、高時空分辨率的觀測優勢，為地表太陽輻射的精細化、近實時監測提供了新機遇。
近日，中國科學院空天信息創新研究院遙感科學國家重點實驗室研究員胡斯勒圖和石崇團隊，發布地表太陽輻射近實時遙感監測系統及高時空分辨率產品(CARE)。這是目前我國構建的國際精度地表太陽輻射監測系統，對監測和預估太陽能發電量、輻射能量平衡、農業估產、人體健康、植被光合作用及固碳等研究具有重要的科學意義和應用價值。
該團隊通過近十年的努力，攻克了大氣不同類型云和氣溶膠粒子光散射計算理論和技術難題，綜合考慮大氣氣體吸收、冰雪覆蓋區地表反射等影響，發展了物理模型和人工智能模型相結合的新技術，研發了亞太地區太陽輻射近實時遙感監測系統，并利用我國風云四號和日本葵花8/9號靜止氣象衛星觀測資料構建了高時空分辨率遙感產品集(空間分辨率為1至5千米，觀測頻率為10至15分鐘)，實現了高精度、高頻次、精細化、近實時的地表太陽輻射監測能力。
太陽輻射近實時遙感監測系統可以提供12種地表太陽輻射數據產品，包括太陽短波輻射、光合有效輻射、紫外線A輻射、紫外線B輻射以及每個輻射組分的總輻射、直射及散射分量。相比國際同類衛星遙感產品或再分析資料，該產品在時空分辨率及精度方面均取得顯著提升，特別是在監測冰雪覆蓋區和云下太陽輻射快速變化區如青藏高原地區，具有顯著優勢。
相關研究成果Surface Solar Radiation Compositions Observed from Himawari-8/9 and Fengyun-4 Series于近日發表在《Bulletin of the American Meteorological Society(美國氣象學會公報)》上。
地表太陽輻射近實時遙感監測系統及遙感產品已在該團隊開發的云遙感、大氣輻射和再生能源(CARE)網站上發布共享。
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