大氣溫室氣體是導(dǎo)致全球平均氣溫和海溫升高、大范圍雪和冰融化、以及海平面上升等全球氣候變化的重要因素,特別是二氧化碳的排放是當(dāng)今世界*為關(guān)注的地球大氣環(huán)境問題。實(shí)現(xiàn)對(duì)全球大氣溫室氣體(尤其是二氧化碳)的高精度探測(cè),對(duì)我國制定相關(guān)氣候應(yīng)對(duì)措施具有深遠(yuǎn)影響,將為我國的環(huán)境外交政策提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和保障?;谀壳翱茖W(xué)技術(shù)水平,準(zhǔn)確把握二氧化碳的全球變化,是目前空間遙感探測(cè)的熱點(diǎn)和難點(diǎn),需要充分依靠高靈敏度和高光譜分辨率的遙感探測(cè)技術(shù)。
由安徽光機(jī)所承擔(dān)的院空間科技**基地重要方向項(xiàng)目“超光譜環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究”經(jīng)過近2年攻關(guān),研制成功基于空間外差光譜技術(shù)(SHS— Spatial HeterodyneSpectroscopy)的大氣主要溫室氣體二氧化碳航空遙感探測(cè)試驗(yàn)樣機(jī)。該技術(shù)目前已被列入高光譜觀測(cè)衛(wèi)星與環(huán)境減災(zāi)小衛(wèi)星的溫室氣體探測(cè)計(jì)劃。
日前,在山東日照進(jìn)行的機(jī)載試驗(yàn)受到中國海監(jiān)北海支隊(duì)的大力支持,機(jī)載試驗(yàn)樣機(jī)裝載于中國海監(jiān)Y-12飛機(jī),實(shí)現(xiàn)一次裝機(jī),一次校飛獲取信息。試驗(yàn)共飛行兩架次,約9個(gè)半小時(shí),兩個(gè)飛行高度(500m、1000m),飛行區(qū)域?yàn)樯綎|日照市區(qū)及附近郊區(qū),選擇了農(nóng)田、工業(yè)區(qū)、海岸灘涂等典型地表區(qū)域,獲取了大量數(shù)據(jù)。預(yù)處理結(jié)果表明了試驗(yàn)樣機(jī)完全到達(dá)了設(shè)計(jì)指標(biāo),即在大氣二氧化碳*主要的吸收波段1575nm范圍中,得到光譜分辨率為0.1nm的實(shí)際大氣二氧化碳吸收光譜,與理論計(jì)算對(duì)比一致。這些遙感數(shù)據(jù)將成為反演大氣環(huán)境中二氧化碳柱濃度不可替代的和*直接的依據(jù)。
空間外差光譜技術(shù)是近年發(fā)展起來的一種新型超光譜遙感探測(cè)技術(shù),與傳統(tǒng)的傅立葉干涉系統(tǒng)(如日本的GOSAT)和衍射光柵系統(tǒng)(如歐洲的ENVISAT、美國的OCO)高分辨光譜遙感技術(shù)相比,空間外差光譜技術(shù)更具有針對(duì)性,該技術(shù)綜合了衍射及空間調(diào)制干涉技術(shù)于一體,在限定的光譜范圍內(nèi)可達(dá)到很高的光譜分辨率和信噪比,且具有結(jié)構(gòu)緊湊、無運(yùn)動(dòng)部件等特點(diǎn),因而成為高精度大氣成分遙感探測(cè)的優(yōu)選技術(shù)之一。
安徽光機(jī)所是國內(nèi)*早開展空間外差光譜技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究的單位之一,先后獲得了國家自然基金、863項(xiàng)目、院**基金的支持。2008年在院重要方向項(xiàng)目支持下,集中攻克了空間外差一體化干涉儀核心技術(shù),解決了大氣溫室氣體空間外差光譜遙感系統(tǒng)設(shè)計(jì)及定標(biāo)(輻射、光譜以及吸收池)等關(guān)鍵技術(shù),針對(duì)二氧化碳、甲烷以及一氧化碳等大氣溫室氣體的探測(cè)研制了機(jī)載遙感試驗(yàn)樣機(jī)和干涉儀組件。
本次校飛試驗(yàn)結(jié)果表明,歷時(shí)兩年自主研發(fā)的二氧化碳空間外差光譜儀系統(tǒng)指標(biāo)先進(jìn)、性能穩(wěn)定。本次校飛試驗(yàn),不僅在國內(nèi)**獲得了高分辨率大氣二氧化碳飛行數(shù)據(jù),同時(shí)驗(yàn)證了該系統(tǒng)在移動(dòng)平臺(tái)下獲取高質(zhì)量大氣二氧化碳超分辨光譜的能力,為發(fā)展包括大氣溫室氣體、氣溶膠、污染氣體等國家機(jī)載大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng),以及發(fā)展我國大氣溫室氣體星載遙感系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。