空間中心在海表鹽度遙感模型研究方面取得進展

　　海表鹽度遙感對海洋環(huán)境的監(jiān)測、水團的形成和循環(huán)研究以及氣候預(yù)測有著非常重要的作用，是近年來國內(nèi)外空間地球科學(xué)的研究熱點。近年來，歐空局(ESA)發(fā)射了一顆L波段綜合孔徑輻射計衛(wèi)星SMOS，美國宇航局(NASA)分別發(fā)射了L波段主被動結(jié)合遙感衛(wèi)星Aquarius和SMAP進行海表鹽度遙感觀測。

　　海表鹽度衛(wèi)星遙感的觀測手段是低頻微波輻射計，其原理是海水鹽度的改變會影響海水本身的介電常數(shù)，進而影響海表的微波輻射亮溫。由于海水鹽度對海水介電常數(shù)的改變量以及由此引起的海面輻射量度溫度變化很小，如在32～37psu的典型海洋鹽度變化范圍內(nèi)，L波段輻射計所能觀測到的最大亮溫變化值僅為4K左右；同時海面輻射亮溫還受到海面溫度、海面粗糙度等其它海表環(huán)境參數(shù)的影響，如海表粗糙度在L波段貢獻的輻射亮溫與鹽度變化的貢獻相當(dāng)或更大。海表鹽度的精確反演需要在對鹽度敏感的L波段亮度溫度進行高精度測量的同時，同步獲取海表粗糙度信息，并在反演模型中進行修正。要進一步提高海洋鹽度的測量精度，必須注重進一步加深和完善對電磁波與海洋表面（包括海浪和泡沫等）交互機理的認(rèn)識，采用基于物理過程的模型量化相關(guān)環(huán)境因素的影響，建立高精度微波輻射傳輸模型。

　　中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心微波遙感技術(shù)院重點實驗室研究員殷曉斌(IEEE高級會員)與國家海洋局、法國、美國和英國學(xué)者近期基于不均勻介質(zhì)理論模型重新建立了L波段泡沫發(fā)射率模型。該泡沫發(fā)射率理論模型考慮能量由大氣進入泡沫層并被泡沫大小尺寸不均勻分布的泡沫層吸收和耗散的過程。分析表明，新模型在0-55°入射角以及0-22m/s風(fēng)速范圍內(nèi)計算獲取的L波段粗糙海面輻射亮溫與歐空局SMOS計劃以及美國宇航局Aquarius計劃測量數(shù)據(jù)比較吻合。新模型已被歐空局SMOS衛(wèi)星計劃最新的V6版本鹽度反演算法采用。該工作是殷曉斌等人2012和2014年關(guān)于鹽度遙感算法的后續(xù)。該項研究成果對于提高鹽度遙感反演精度有著重要意義，發(fā)表于遙感學(xué)術(shù)期刊RemoteSensingof Environment。該項研究成果為將被列入空間科學(xué)先導(dǎo)專項十三五備選項目的全球水循環(huán)觀測衛(wèi)星（WCOM）以及列入民用航天“十三五”規(guī)劃的海洋鹽度探測衛(wèi)星的發(fā)展和應(yīng)用提供重要支撐。

　　論文信息：X. Yin, J. Boutin, E. Dinnat, Q Song and A. Martin, Roughness and foam signature on SMOS-MIRAS brightness temperatures: a semi-theoretical approach, Remote Sensing of Environment, vol. 180, pp. 221-233, 2016, Doi: 10.1016/j.rse.2016.02.005.