全球变化月基观测,是全球变化观测的一种关键技术手段

在近日举行的第9届亚太遥感大会上,中科院遥感与数字地球研究所所长郭华东院士提出了月基对地观测用于全球变化研究的设想,即“全球变化月基观测”,形象地说就是在月球上布设传感器,利用月球作为对地观测平台,对全球尺度的科学现象进行研究。一些研究表明,星—机—地观测平台只能对地球上有限区域的科学现象进行短暂观测,难以满足全球变化研究中全球尺度、周期性动态变化的要求。郭华东说: “月球是地球唯一的自然卫星,月球表面处于超高真空状态,有一面总是朝向地球,既能满足对地球上的同一地区进行长时段、可变视角的快速观测,也能同时观测 到地球半球的全景,稳定性也是一大优势。由于其观测高度的特殊性,月基对地观测为大尺度地球科学现象的新认识带来可能。”目前,月基观测还处于理论研究阶段。郭华东说,全球变化月基观测的科学目标是要研究月基对地观测的方法体系,确定适合于月基对地观测的科学现象及相应的仪器参数及观测方式,希望能早日建立月基对地观测系统。会上,郭华东还提出了由6颗卫星组成全球变化系列科学卫星的方案。这6颗科学卫星分别是:大气碳卫星、森林生物量卫星、夜间光卫星、气溶胶卫星、冰川卫 星、海洋盐度卫星。他说:“加强全球变化观测是一个长期、系统的工程,考虑到全球环境变化研究中各关键因子的优先性和重要性。” 编辑:国防科技网 责任编辑:张海

6颗科学卫星月基对地观测

我国学者构想从月亮之上观全球变化
并提出发展由6颗卫星组成的全球变化系列科学卫星

我科学家提出全球变化科学卫星方案

本报北京10月15日讯今天,记者从正在北京召开的2014亚太遥感国际会议上获悉,为应对全球变化等环境问题给人类带来的巨大挑战,中国科学家提出,发展由6颗卫星组成的全球变化系列科学卫星,并建立月基对地观测平台。

  第9届亚太遥感大会10月13日在北京召开。中科院遥感与数字地球研究所所长郭华东院士在会上提出全球变化科学卫星新方案,包括由6颗卫星组成的全球变化系列科学卫星和月基对地观测平台。

目前,我国已发射了一系列对地观测卫星,基本建成了相对稳定的对地观测体系,但缺乏专门用于全球变化研究的科学卫星。

  发达国家纷纷部署全球变化科学卫星计划

中科院遥感与数字地球所所长郭华东院士在会上指出:“全球变化正在对人类生存与发展形成严峻挑战,空间对地观测技术具有宏观、快速、准确的特点,使其成为全球变化现象观测的一种关键技术手段。我国是影响全球变化及受其影响最大的国家之一,尚无专门针对全球变化研究的科学卫星。发展全球变化科学卫星是我国的重要需求,也是对国际的贡献。”

  郭华东介绍,空间对地观测技术具有宏观、快速、准确的特点,是全球变化观测的一种关键技术手段。在全球气候观测系统提出的50个关键气候变化变量中,有28个依赖于卫星观测。

郭华东团队在全球变化敏感因子空间观测机理分析基础上,研究了全球变化科学卫星概念,继而提出发展由6类卫星和月基对地观测系统组成的全球变化系列科学卫星的构想。其中6颗卫星包括大气碳卫星、森林生物量卫星、夜间光卫星、气溶胶卫星、冰川卫星、海洋盐度卫星。

月基观测与普通星载观测成像条带比较。 中科院遥感和数字地球所提供

对于月基对地观测系统,郭华东介绍,月球是地球唯一的自然卫星,也是人类目前唯一到达的外星球。在月球上布设传感器,利用月球作为对地观测平台来对全球尺度的科学现象进行研究,可望解决现有空间观测数据的不连续性问题,对于实现长期连续的大区域全球变化和宏观地球科学现象的观测具有重要意义,并有可能在月球高度上对地球整体系统有新的宏观认识。

  对地观测卫星主要分为两类:一类为气象卫星、海洋卫星、资源卫星等业务卫星,另一类为服务于地球科学包括用于研究全球变化的科学卫星。目前,全球已发射对地观测卫星200余颗。其中,全球变化科学卫星约25颗,在轨运行的约13颗。随着研究的深入,美国、日本等又规划了新的全球变化科学卫星计划。据统计,至2030年全球将发射近30颗全球变化科学卫星。

据记者了解,从月球观测地球最早可以追溯到1972年, 当时阿波罗16号宇宙飞船第五次将人类送上月球,宇航员们使用远紫外线望远镜和光谱仪,获取了地球大气和地冕的图像和光谱,但由于当时技术能力限制, 并没有获得连续的长时间的对地观测数据。本世纪初期,陆续有专家提出了月基可见光/近红外仪器对地观测科学思路、热红外传感器从月球监视地球的热点目标及自然灾害的可行性分析等。

  据来自美国航空航天局的乔治·科马教授介绍,美国航空航天局已经启动“未来地球科学观测计划”,将在资源环境、气候变化、地质地壳运动等方面加深人类对地球的认知。

去年,我国完成的嫦娥三号任务的主要科学目标为“观天、看地、探月”。其中,嫦娥三号卫星搭载的极紫外相机被形象地称为嫦娥三号看地球的“眼睛”,这是国际上首次在月球表面着陆的极紫外波段成像仪器,其主要任务是“看地”——对地球周围的等离子层进行成像探测。

  我国提出“6颗科学卫星”方案

最近,美国国家研究委员会发布了第一份地球科学调研报告,其中建议发展一系列用于获取地球关键环境参数的卫星计划。NASA也相应发布了描述地球遥感观测及应用2010气候计划。美国宇航局地球科学技术办公室的George Komar强调,应加快发展专门用于未来地球科学研究的卫星。

  我国近年来发射了系列对地观测卫星,基本建成了相对稳定的对地观测体系。但截至目前,还缺乏专门用于全球变化科学研究的卫星。郭华东说:“加强全球变化观测是一个长期、系统的工程,考虑到全球环境变化研究中各关键因子的优先性和重要性,我们提出了全球变化系列科学卫星构想方案,首批包括6颗卫星。”

同时,日本地球观测研究中心的Hiroshi Murakami博士也表示,未来10年将通过创新的空间科学技术,更关注解决社会发展问题。

  这6颗科学卫星分别是:大气碳卫星、森林生物量卫星、夜间光卫星、气溶胶卫星、冰川卫星、海洋盐度卫星。

此次会议由国际光学与光子学会和遥感科学国家重点实验室(中国科学院遥感与数字地球研究所、北京师范大学)联合主办,以“地球系统科学遥感与环境健康监测”为主题,来自全球29个国家和地区的400余名专家学者参加了会议。APRS大会是亚洲及太平洋地区最重要的遥感学术会议之一,每两年举办一次。大会主题多聚焦于环境污染、气候变化、可持续发展、生态资源保护以及亚太地区的特殊问题。

  总体来看,这6颗卫星既考虑到碳循环、水循环、能量循环等全球变化研究重大问题的需求,也考虑到我国在全球变化中对自主的空间观测数据的需求,同时与国际一些全球变化科学卫星有很强的互补性。

《中国科学报》 (2014-10-16 第1版 要闻)

  设想建立月球对地观测平台

  郭华东提出了月基对地观测用于全球变化研究的设想,即“全球变化月基观测”,其内涵是在月球上布设传感器,利用月球作为对地观测平台,对全球尺度的科学现象进行研究。

  科学家研究表明,星—机—地观测平台只能对地球上有限区域的科学现象进行短暂观测,难以满足全球变化研究中全球尺度、周期性动态变化的要求。“月球是地球唯一的自然卫星,月球表面处于超高真空状态,有一面总是朝向地球,既能满足对地球上的同一地区进行长时段、可变视角的快速观测,也能同时观测到地球半球的全景,稳定性也是一大优势。由于其观测高度的特殊性,月基对地观测为大尺度地球科学现象的新认识带来可能。”

  月基观测目前还处于理论研究阶段。郭华东介绍,全球变化月基观测的科学目标是要研究月基对地观测的方法体系,确定适合于月基对地观测的科学现象及相应的仪器参数及观测方式,希望能早日建立月基对地观测系统。(记者齐芳)

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