“全球水循环观测卫星”背景型号研究课题正式启动
来源: 赵天杰
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2014-01-03

   在全球变化背景下,全球变暖正在改变水循环系统的时空分布特征及变化过程,使得极端水文事件如洪水和干旱发生的强度、频率和持续时间增加,对人类的生活和生存环境,以及水资源的管理和有效利用都造成巨大影响。当前必须加强对这种动态变化中的水循环系统的观测和认识,深化对于各种水循环过程演变及其科学规律的理解,这对于研究全球变化下的水循环过程具有至关重要的意义,并直接关系到我国社会经济发展以及更深层次的国家利益。

   针对这一科学探测需求,在中国科学院空间科学先导专项“空间科学背景型号项目”的支持下,由中国科学院遥感与数字地球研究所牵头,联合中国科学院国家空间科学中心共同提出了“全球水循环观测卫星”(Water Cycle Observation Mission, WCOM)计划。WCOM计划针对全球水循环研究对卫星观测的需求和当前水循环要素卫星观测能力存在的不足和问题而设计提出,是国际上第一个对全球水循环关键要素进行时空一致的系统综合观测的卫星计划,也是当前背景型号项目中唯一一颗以地球科学目标为驱动的空间科学探测卫星,其科学目标在于实现全球水循环关键要素时空分布与变化规律和水循环对全球变化的响应与反馈等重大科学问题的研究突破。目前课题已经陆续顺利通过科学目标与载荷配置深化论证评审、课题开题评审、子课题实施方案评审、经费概算评审和任务书审核,目前已正式启动进入研究阶段。

   WCOM卫星计划由遥感与数字地球所遥感科学国家重点实验室主任施建成研究员担任首席科学家和背景型号研究课题负责人;空间中心微波遥感技术院重点实验室副主任董晓龙研究员担任技术负责人和背景型号研究课题共同负责人负责有效载荷关键技术攻关与卫星平台系统方案设计。WCOM计划瞄准全球水循环研究的科学前沿问题,通过对全球水循环系统开展多波段、多极化、主被动联合的高精度观测,实现对于水循环关键要素包括土壤水分、雪水当量、地表冻融、海面盐度与蒸发、大气水汽和降雨等的综合观测。其中,多要素同步观测协同反演的方法具有重大创新价值,代表了水循环研究从局部要素观测向综合系统观测发展的趋势,将极大深化对于地球系统中水循环要素时空分布与变化特征的认识,对于揭示当前全球变化背景下水循环的响应及反馈作用具有重要意义。WCOM预期形成的高精度观测数据将极大的提升模型的模拟能力和准确预报能力,在防洪抗旱、农业生产、水资源管理与粮食和生态安全等领域带来可观的经济效益和社会效益,并将成为我国应对气候变化问题“国际话语权”的重要依据。

      在背景型号研究阶段,施建成研究员领导的科学团队将进一步凝练WCOM卫星计划的科学目标,开展有效载荷配置方案设计优化研究,以满足水循环科学研究与观测需求;针对有效载荷配置方案发展主被动协同、多要素同步的综合反演算法,理论实现水循环关键要素包括土壤水分、地表冻融、雪水当量、海面盐度的科学观测需求;通过多要素多过程的水循环综合模拟研究,完成对大尺度水循环模型的改进与参数优化,最终达到为整个探测任务的工程立项奠定科学基础的目的。

WCOM卫星计划深化论证评审会议现场

首席科学家施建成研究员作研究报告

技术负责人董晓龙研究员回答专家质疑