首届中法海洋卫星国际科学组会议召开

2019.10.24 , 浏览次数: 488

近日,首届中法海洋卫星国际科学组会议暨第六次中法海洋卫星科学组研讨会召开。记者从会上获悉,目前卫星星地系统已具备业务化运行条件,近期将按《合作谅解备忘录》的约定,向中法海洋预报部门及各国科学家团队分发数据产品,为应对全球气候变化研究提供数据支持。

去年10月29日成功发射的中法海洋卫星,是中法两国共同研制的首颗卫星,旨在观测海洋表面风场、海浪等,提高海洋气象预报能力和人类对气候变化的认知。这是中法两国在航天工程领域和海洋科学领域的一次高水平合作,也是双方在共同研究全球气候变化方面的具体实践,有效提升了两国海洋卫星工程和卫星应用服务水平。

 

助力科学认知海洋奥秘

俗语称“无风不起浪,无风浪三尺”。海风和海浪的关系一直受到全球科学家关注,但长期以来国际上没有能同时进行大范围海浪方向谱和海面风场测量的卫星。

中法海洋卫星首次实现了海面风场与海浪方向谱的同步测量。前不久,该卫星在轨测试通过评审。测试结果表明,自该卫星在轨运行以来,其平台和有效载荷工作稳定,功能和性能符合研制要求,遥感数据质量良好,数据处理产品精度优于设计要求。其中,海面风场产品精度优于每秒1.5米,空间分辨率首次达到12.5×12.5公里,技术处于世界领先水平。目前,卫星数据产品已在台风灾害监测、极地海冰监测、海洋数值天气预报、短期预报中得到应用示范验证,效果良好。

自然资源部国家卫星海洋应用中心副主任、中法海洋卫星中方首席科学家刘建强和法方首席科学家达丽尔·豪瑟认为,卫星发射后,双方科研人员对卫星的遥感器性能、算法和处理流程、科学数据产品、定标检验等开展了大量工作,产品技术指标满足、甚至部分优于设计要求。实践证明,中法海洋卫星能够满足在全球尺度上对海洋表面风浪同步观测的需求,可改善海洋气象和极端海况下的风浪预报结果,提升海洋动力模型和预报水平,深化对海面风浪过程基本机理的了解,从而提高中法两国科学家对全球气候变化的认知。

卫星升空,后续应用是关键。“中法海洋卫星获得的探测数据由中法两国科学家共享,主要应用于海洋科学、全球气候变化等领域研究。”刘建强表示,中法两国愿同其他国家进行数据交换和应用交流,为“一带一路”沿线国家的海洋防灾减灾、气候变化研究提供重要技术支撑。

近期,卫星科学组成员使用中法海洋卫星数据集,得到了第一批科学应用成果。同时,向法国索本大学空间大气和环境观测实验室、法国海洋开发研究院及风浪处理中心、法国气象局海洋部、荷兰气象局、中国自然资源部国家海洋环境预报中心、自然资源部第一海洋研究所以及科学组成员分发了数据产品,并将给全体用户提供产品,为欧洲气象卫星组织、荷兰气象局等提供散射计和波谱仪近实时产品,制作和提供增值、融合、3级和4级数据产品。

据悉,中法海洋卫星的优势主要体现在装载的两台新型体制微波雷达——中方研制的散射计和法方研制的波谱仪。两种载荷世界上首次装载在一个卫星平台上,协同工作,首次实现了同一卫星、同时、同地获取海风、海浪探测数据,可帮助科学家认知海风和海浪等海洋动力环境的内在物理机理及形成规律。

此外,两台载荷的探测数据通过同化手段有机组合,互为补充,能够提高海洋动力环境观测精度,为海上作业等提供有力保障。

“我们改进的散射计风场反演算法,有效提高了卫星数据产品质量。”刘建强介绍,中方研制的新型微波散射计能够对海面风速和风向进行高精度观测。该仪器首次采用扇形旋转扫描波束体制,可同步获取海面多方位角组合观测数据,降低数据处理复杂度,提高海面风场反演精度。

刘建强表示,中方多家单位联合对散射计风场产品进行了评估,将散射计反演风场与欧洲中期预报和热带太平洋TAO浮标阵列观测结果比对,结果显示,风速误差小于每秒1.5米,风向误差小于20度。散射计12.5公里高空间分辨率风场产品,充分利用了载荷对海洋多入射角和多方位角观测的优势,提高了近岸风场获取能力,观测点更密集,与近岸浮标距离更近、匹配度更高。比如,在监测台风时,可更清晰地观测到台风的内部构造,风场矢量产品也更为精细。

“我们开展了波谱仪降雨标志算法、低入射角雷达海面散射反演算法、波谱仪数据的斑点修正算法等研究,有效降低了测量噪声的影响,提升了产品性能。”刘建强说。

布放对比浮标

达丽尔·豪瑟表示,法方研制的海洋波谱仪可测量海浪有效波高、波向、波长等海浪波谱物理量,实现了大范围海面波能量分布及传播的遥感监测。法方多家单位比对了波谱仪二维海浪谱与法国使用的第三代海浪模式(MFWAM)数据,结论是数据产品覆盖好,与MFWAM模式和其他载荷相比一致性好,星下点波束反演数据性能优良。波谱仪与欧洲附近海域投放的浮标对比,在波长70米~240米,海面波浪的能量、方向、频率一致性好,有时甚至优于MFWAM模式。

法国气象局相关负责人表示,经荷兰气象局处理后的散射计产品满足需求。在全球范围内的统计结果表明,散射计与其他载荷一致性好,可用于优化气候预报模型。波谱仪可有效对海洋进行高精度海浪方向谱观测,其观测结果可以研究海况对散射计反演风场的影响。

根据计划,我国“十三五”海洋观测卫星体系中已列入1颗海风海浪卫星,将在中法海洋卫星的研究基础上,将风浪联合同步观测机制投入业务化应用。

目前,法国巴黎高等师范学院、国家科学研究中心实验室、法国环境观测研究所、法国气象局、物理和空间海洋学实验室、布列塔尼大学、波尔多大学、格林诺贝尔大学等联合发起的极端条件下波浪的生成及其对珊瑚环礁和岛屿的影响计划,拟纳入中法海洋卫星资料,加强对赤道地区异常气象条件(台风和气旋风暴)下巨浪的发生、增强和消亡机制的研究和理解。

科学组成员期待,利用中法海洋卫星独特的波谱仪和散射计组合方式,联合观测台风以及大范围的波浪谱信息,在南太平洋研究台风海浪的生成,推演巨浪的生成,争取重建强降雨区的遥感数据,研究巨浪在遭遇礁石后的消亡、反射、传播机理。通过参与南太平洋的科学活动,中法海洋卫星数据出现在台风、巨浪的产生及其对海平面上升影响的一些重要科学公告里。

下一步,中法双方将征集中法海洋卫星有关的研究论文,组稿后拟于2020年在国际刊物上专刊出版。卫星运行期间,两国将每年召开科学组会议,展示研究成果,开展科学研讨。

(来源:中国网)