【儀表網(wǎng) 發(fā)明科技控】日前，“風(fēng)云氣象衛(wèi)星紅外遙感亮度溫度溯源標(biāo)準(zhǔn)研究”項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)在中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院召開。由中科院上海技物所副所長(zhǎng)丁雷研究員、國(guó)家衛(wèi)星氣象中心張勇副研究員等組成的驗(yàn)收專家組聽取了項(xiàng)目報(bào)告，認(rèn)真審閱了項(xiàng)目相關(guān)技術(shù)資料，并實(shí)地核查了項(xiàng)目完成情況。經(jīng)評(píng)議，驗(yàn)收組專家一致同意項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收。
圖為真空低背景紅外遙感亮度溫度標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)
氣象衛(wèi)星主要用于對(duì)地進(jìn)行氣象觀測(cè)。星上所載的各種氣象遙感器通過(guò)接收和測(cè)量地球及其大氣層的可見(jiàn)光、紅外和微波輻射（一般是亮度溫度值），并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳送給地面站。這樣，人們就可以據(jù)此預(yù)知天氣，或準(zhǔn)確衡量地球氣候的變化。這些氣象衛(wèi)星上的設(shè)備對(duì)于 “亮度溫度”測(cè)量的準(zhǔn)確程度直接影響著氣象衛(wèi)星的觀測(cè)“效果”——天氣預(yù)報(bào)是否準(zhǔn)確、氣候變化數(shù)據(jù)是否可靠，均依賴于這些設(shè)備的測(cè)量準(zhǔn)確性。
據(jù)氣象組織（WMO）和計(jì)量局（BIPM）于2010年聯(lián)合發(fā)表的《氣候觀測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量挑戰(zhàn)》報(bào)告稱，用于氣候監(jiān)測(cè)的氣象衛(wèi)星對(duì)溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度應(yīng)在0.1K以內(nèi)，用于天氣預(yù)報(bào)的氣象衛(wèi)星對(duì)于該準(zhǔn)確度要求應(yīng)不差于0.5K。然而，我國(guó)現(xiàn)有的風(fēng)云衛(wèi)星系統(tǒng)的測(cè)溫載荷還達(dá)不到此要求。為此，中國(guó)計(jì)量院應(yīng)中國(guó)氣象衛(wèi)星中心對(duì)于衛(wèi)星“亮度溫度”定量化的迫切需求，展開了歷時(shí)2年的研究，并從量值源頭及傳遞方法兩個(gè)方面切實(shí)解決了這個(gè)問(wèn)題。
據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，中國(guó)計(jì)量院熱工所郝小鵬博士介紹，項(xiàng)目研究建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“真空低背景紅外遙感亮度溫度標(biāo)準(zhǔn)裝置”，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)輻射背景條件下的微弱紅外亮度傳遞。該標(biāo)準(zhǔn)裝置采用真空低溫光學(xué)系統(tǒng)、低溫球型光路切換艙和低溫真空環(huán)模艙設(shè)計(jì)方案，突破了比較測(cè)量中的光路等效一致、系統(tǒng)擴(kuò)展性強(qiáng)和被校準(zhǔn)黑體適應(yīng)范圍廣等技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)輻射背景條件下的微弱紅外亮度傳遞。
項(xiàng)目組研制的標(biāo)準(zhǔn)裝置主要分為兩大部分：一是準(zhǔn)確的溫標(biāo)，即亮度溫度量值的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；二是用于傳遞該量值的裝置——通過(guò)該裝置可以直接校準(zhǔn)用于衛(wèi)星載荷標(biāo)定的傳遞儀器，保證量傳的準(zhǔn)確性。其中，亮度溫度標(biāo)準(zhǔn)裝置可以滿足（190~340） K、波長(zhǎng)范圍（1 ~1000） μm的紅外亮度溫度的測(cè)量，標(biāo)準(zhǔn)不確定度達(dá)到0.03 K（300 K/10 μm）；而用于傳遞該量值的標(biāo)準(zhǔn)真空黑體輻射源發(fā)射率可達(dá)0.9999，標(biāo)準(zhǔn)不確定度達(dá)到0.015 K（300 K/10 μm）。
在此基礎(chǔ)上，郝小鵬研究團(tuán)隊(duì)還為風(fēng)云三號(hào)04星紅外高光譜載荷的實(shí)驗(yàn)室研制了一臺(tái)寬溫度范圍不確定度為0.1K（k=2）的真空黑體輻射源，應(yīng)用本項(xiàng)目成果解決了星載溫度測(cè)量裝置無(wú)法進(jìn)行量值溯源導(dǎo)致的測(cè)量不準(zhǔn)問(wèn)題，成功實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目成果應(yīng)用和服務(wù)于我國(guó)氣象衛(wèi)星。
