2009年10月28日上午,NOAA卫星研究与应用中心主任 Alfred M. Powell博士作了题为“卫星遥感在环境研究中应用”的报告,简要介绍了卫星数据校准与地球环境应用情况,目的是如何促进卫星数据更好地为大众服务、为决策者提供基础支撑。 Powell博士分析了地球环境正面临的挑战,要充分利用卫星数据支撑新的发现,同时需要极好的校准手段来评估气候趋势,更多地拓展卫星数据新的产品和服务,为此NOAA正努力做好各项准备工作。报告可分为以下几部分: 1、卫星应用与研究中心介绍 卫星应用与研究中心(STAR)隶属于国家海洋与大气管理局(NOAA),是国家环境卫星、数据、信息服务(NESDIS)的主要技术支撑机构,主要获取和管理NOAA的国家环境卫星数据,现有各类人员近250人,其中有100多位科研人员。美国每年投资环境卫星数十亿美元,以监测地球环境,包括评价当前的条件、预测地球环境未来变化以及掌握环境长期变化规律,STAR承当推进这些活动的卫星技术、生产数据产品,并执行相关研究与推广应用工作。 STAR主要有卫星气象与气候部、卫星海洋与气候部、合作研究项目部三个部门组成。卫星气象与气候部主要任务是为NOAA大气和土地遥感活动的研究、开发和应用提供技术支持,卫星海洋与气候部主要任务是支持NOAA为海洋遥感研究和开发工作,合作研究项目部主要任务是提高遥感方法,评估卫星观测的准确性,研究和获取产品,转让相关技术,并提供技术支持、人员培训和成果推广。 2、卫星数据校准体系 卫星观测技术由AVHRR卫星(1998年发射) 6个宽带通道发展到AIRS 卫星(2002年发射)的2000个宽带通道,到现在IASI卫星(2006年发射)的8000个宽带通道,光谱范围从3.62μm到15.5μm,观测精度大大提高,信息量培增,如何从繁多的观测数据中获取有用准确的信息是当前面临的困难,需要更准确地了解卫星性能,提高卫星观测频次,有利于动态分析地球环境变化。 目前有关大气、海洋、土地的遥感卫星有AMSU-A、MHS、SeaWiFS、MODIS和AVHRR/MetOP等,这些卫星的观测精度、信息种类以及运行参数均不一,需要从许多卫星观测数据中构建气候变化时间系列,首要的问题是保持各种卫星获取的信息是一致的,而关键是观测仪器的校准和卫星间相互验证,因此需要提高气候质量校准技术来满足仪器稳定性需求,这是全球变化研究的关键,为此提出了建立全球卫星间校准系统(GSICS)的构想并加以实施。 为了研究气候变化,需要有一个稳定的气候参照点(气候质量校准)。月亮和南极穹点C是两个相对稳定的参照点,但并不是所有的极地轨道卫星都可以完整地观测到月亮,但均可观测到南极穹点C,这为卫星间高精度校准创造了条件。大量研究(Warren, Hudson, Masonis, U. of Washington, CEOS机构)表明,南极穹点C在冬季数月是最佳的利用时期。由此可以利用南极穹点C的深层对流云(DDC)反射系数进行卫星间数据校准,建立一个公共的卫星观测数据校准体系,并可以获得长时间序列的气候、植被、海平面、海洋表面温度、全球珊瑚礁热应力等变化规律。 3、卫星数据的应用 卫星数据的应用范围越来越广,可以在货船检测、飓风研究、海洋波浪参数、海洋废弃物取出、生态系统变化、飞机跟踪等方面提供支持。卫星观测可以获取降雨、温度、水蒸气、云层、臭氧、CO、SO2、CO2、甲烷、粉尘、灾害等动态变化,用于预报飓风强度,识别生态系统变化,跟踪全球海平面上升高度,分析农作物生长趋势,同时,建立环境可视化实验室,提供各类参数的动态变化演示,更好地研究地球环境变化。
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