中国科研团队打造全球高精度“阳光扫描仪”

地球生命的能量源泉——地表太阳辐射，其监测技术迎来了重大突破。一个由中国科学家主导的国际合作团队，成功研发出了一套能够精确监测地表太阳辐射变化的系统，这一成果被誉为地球表面的“阳光扫描仪”。
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这项技术的专业名称为基于新一代地球静止卫星的多星组网地表太阳辐射观测系统，由中国科学院空天信息创新研究院的胡斯勒图、石崇等科研人员，携手来自中国、日本、法国、英国等多个国家的科研机构和高校共同打造。

通过地表“阳光扫描仪”，研究团队建立了多源异构卫星观测遥感模型，实现了近全球范围内地表太阳辐射的高时空分辨率探测，并显著提升了探测精度。这一突破性成果已在国际学术期刊上发表。

在2023年研发的地表太阳辐射近实时遥感监测系统基础上，研究团队攻克了多星协同过程中的光谱差异和观测几何差异等遥感难题，成功实现了中国风云四号卫星、日本葵花八号卫星、欧洲第二代气象卫星和美国地球静止环境业务卫星等新一代地球静止卫星的一体化融合应用。

这一地表“阳光扫描仪”能够连续无缝地监测亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、大洋洲和非洲地区的地表太阳辐射，有效弥补了极轨卫星观测频次低和单一静止卫星观测区域有限的不足。

胡斯勒图研究员表示，地表“阳光扫描仪”的多星组网观测能力，实现了从区域到近全球观测的跨越，将为全球太阳能资源评估提供有力支持，助力“双碳”目标下的清洁能源布局。其光合有效辐射数据还可为粮食估产与生态碳汇测算提供新依据，紫外线数据模块也有望应用于公共卫生领域。

石崇研究员介绍，研究团队为每颗卫星构建了高精度云遥感算法，并通过算法创新，解决了云干扰及快速辐射传输计算难题。同时，考虑大气气溶胶、气体、地表反射等多种因素影响，团队开发出人工智能与辐射传输模型相结合的快速辐射传输模拟器，实现了辐射传输计算速度的大幅提升和误差的显著降低。

目前，地表“阳光扫描仪”能够提供空间分辨率5公里、观测频次每小时1次的近全球地表太阳辐射监测数据，这一性能显著优于国际同类产品，实现了空间分辨率的数量级提升，能够精细捕捉台风路径、青藏高原等局地辐射变化。

通过与全球地基实测数据的对比，基于“阳光扫描仪”的地表太阳辐射数据日均误差低、精度高，为局部地区气象灾害监测、光伏电站选址等提供了精细化、高精度支持。同时，这些数据也为高时空分辨率地球系统模式提供了数据驱动。