空间中心科研团队在国际上首次实现在南极开展超宽带微波辐射计空地联合实验

按照自然资源部关于中国第41次南极考察工作部署，在国家海洋局极地考察办公室、中国极地研究中心大力支持下，由中国科学院国家空间中心（以下简称“空间中心”）牵头的国家重点研发计划项目“高分辨率极区冰冻圈主被动微波探测技术”近日完成了国际上首次在南极开展的超宽带高光谱微波辐射计空地联合实验。

该实验采用机载航空实验和冰面点测实验相结合的方式，利用超宽带高光谱微波辐射计完成了南极典型区域冰盖内部层辐射亮温的观测，可实现南极冰下温度分布的遥感探测。项目课题单位同济大学设计并实施了此次南极空地联合实验，包括了机载和车载实验：在中山站附近冰盖区域的2次直升机校飞实验，飞行距离300余公里；在中山站至昆仑站1200余公里熊猫计划（PANDA）断面实施的5次车载冰面点测实验。

超宽带高光谱微波辐射计由项目牵头单位空间中心微波遥感技术重点实验室科研团队自主研发，如图1、2所示。该辐射计具有瞬时超宽带、实时两点定标、射频干扰（RFI）检测等特点，可以对从超高频（UHF）到L波段的连续电磁波频谱进行同步观测，开关实时切换Cold-FET（在低温条件下工作的场效应晶体管）低温宽带噪声源和匹配负载实现对系统高低温两点定标，高采样率、高精度数字谱仪实现对冰盖内部层辐射亮温的层析测量。

图1 机载超宽带高光谱微波辐射计实物

图2 车载超宽带高光谱微波辐射计实物

为了使辐射计适应机载、车载两种不同的工作场景，发挥设备最佳性能，科研人员研制了两套不同工作体制的超宽带高光谱微波辐射计。其中，图3是机载超宽带高光谱微波辐射计正在执行飞行实验，它配备独立供电和惯导系统，全自动运行，采用悬停方式吊挂在机腹下方，沿着飞行测线对冰盖进行观测；图4是车载超宽带高光谱微波辐射计正在进行地面定点观测，设备主机吊挂在雪地车伸缩臂上，由驾驶室内操作人员远程控制设备工作。

图3 机载超宽带辐射计直升机飞行实验

图4 车载超宽带辐射计雪地车冰面点测实验

本次实验观测数据将与现有的航空和地面冰雷达数据结合，开展模型修正和反演重建，实现冰下温度、结构、密度等多参数的主被动微波联合观测、科学验证与评价。此次空地联合实验为我国未来机载和星载平台的主被动微波极地探测奠定理论和技术基础，进一步提升我国在全球气候变化领域的话语权。

（供稿：微波室）