按照自然資源部關(guān)于中國第41次南極考察工作部署，在國家海洋局極地考察辦公室、中國極地研究中心大力支持下，由中國科學(xué)院國家空間中心（以下簡稱“空間中心”）牽頭的國家重點研發(fā)計劃項目“高分辨率極區(qū)冰凍圈主被動微波探測技術(shù)”近日完成了國際上首次在南極開展的超寬帶高光譜微波輻射計空地聯(lián)合實驗。

該實驗采用機載航空實驗和冰面點測實驗相結(jié)合的方式，利用超寬帶高光譜微波輻射計完成了南極典型區(qū)域冰蓋內(nèi)部層輻射亮溫的觀測，可實現(xiàn)南極冰下溫度分布的遙感探測。項目課題單位同濟大學(xué)設(shè)計并實施了此次南極空地聯(lián)合實驗，包括了機載和車載實驗：在中山站附近冰蓋區(qū)域的2次直升機校飛實驗，飛行距離300余公里；在中山站至昆侖站1200余公里熊貓計劃（PANDA）斷面實施的5次車載冰面點測實驗。

超寬帶高光譜微波輻射計由項目牽頭單位空間中心微波遙感技術(shù)重點實驗室科研團隊自主研發(fā)，如圖1、2所示。該輻射計具有瞬時超寬帶、實時兩點定標(biāo)、射頻干擾（RFI）檢測等特點，可以對從超高頻（UHF）到L波段的連續(xù)電磁波頻譜進行同步觀測，開關(guān)實時切換Cold-FET（在低溫條件下工作的場效應(yīng)晶體管）低溫寬帶噪聲源和匹配負(fù)載實現(xiàn)對系統(tǒng)高低溫兩點定標(biāo)，高采樣率、高精度數(shù)字譜儀實現(xiàn)對冰蓋內(nèi)部層輻射亮溫的層析測量。

圖1 機載超寬帶高光譜微波輻射計實物

圖2 車載超寬帶高光譜微波輻射計實物

為了使輻射計適應(yīng)機載、車載兩種不同的工作場景，發(fā)揮設(shè)備最佳性能，科研人員研制了兩套不同工作體制的超寬帶高光譜微波輻射計。其中，圖3是機載超寬帶高光譜微波輻射計正在執(zhí)行飛行實驗，它配備獨立供電和慣導(dǎo)系統(tǒng)，全自動運行，采用懸停方式吊掛在機腹下方，沿著飛行測線對冰蓋進行觀測；圖4是車載超寬帶高光譜微波輻射計正在進行地面定點觀測，設(shè)備主機吊掛在雪地車伸縮臂上，由駕駛室內(nèi)操作人員遠(yuǎn)程控制設(shè)備工作。

圖3 機載超寬帶輻射計直升機飛行實驗

圖4 車載超寬帶輻射計雪地車冰面點測實驗

本次實驗觀測數(shù)據(jù)將與現(xiàn)有的航空和地面冰雷達數(shù)據(jù)結(jié)合，開展模型修正和反演重建，實現(xiàn)冰下溫度、結(jié)構(gòu)、密度等多參數(shù)的主被動微波聯(lián)合觀測、科學(xué)驗證與評價。此次空地聯(lián)合實驗為我國未來機載和星載平臺的主被動微波極地探測奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)，進一步提升我國在全球氣候變化領(lǐng)域的話語權(quán)。

（供稿：微波室）