點擊“國家空間科學(xué)中心”關(guān)注我們吧

經(jīng)中心各科研部門推薦、學(xué)術(shù)委員會投票評選、所務(wù)會審議，最終確定2025年空間中心亮點成果為：“星載高精度主被動協(xié)同海洋鹽度探測關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”、“月表水演化新發(fā)現(xiàn)：鈦鐵礦顆粒的雙重使命”、“天基高時空覆蓋北極海冰厚度探測獲突破性成果”、“中高層大氣氣輝的輻射機制、變化特性和觀測方法研究”。

亮點成果一：

星載高精度主被動協(xié)同海洋鹽度探測關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

海洋鹽度是影響大洋環(huán)流的關(guān)鍵要素，也是全球氣候變化及水循環(huán)變化的重要敏感示蹤因子。

根據(jù)對鹽度主要敏感頻段（L波段）的高精度輻射亮溫測量要求（優(yōu)于0.1K）和對鹽度反演有重要影響的海面溫度和粗糙度/風(fēng)速同步觀測要求，空間中心微波遙感技術(shù)重點實驗室研究團隊在國際上首次提出多頻段聯(lián)合、主被動結(jié)合的探測體系和系統(tǒng)方案，突破了超高靈敏度、高穩(wěn)定性微波輻射/散射測量與定標、干涉綜合孔徑成像、射頻干擾在軌檢測與抑制等核心關(guān)鍵技術(shù)，在我國首顆海洋鹽度探測衛(wèi)星任務(wù)中完成了主被動探測儀載荷研制——單臺載荷融合實現(xiàn)LCK三頻一維綜合孔徑輻射計及L波段數(shù)字波束散射計。

2025年9月衛(wèi)星通過在軌測試總結(jié)評審，主被動探測儀全部測試項目均達到或優(yōu)于指標要求，在國際上率先實現(xiàn)了海面鹽度、溫度及風(fēng)速的同步觀測，顯著提升了單次鹽度反演精度，有力支撐整星實現(xiàn)0.092psu的月平均鹽度探測精度指標。載荷數(shù)據(jù)已在海洋、減災(zāi)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村和氣象等行業(yè)開展了應(yīng)用測試，具備相關(guān)行業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用能力，填補了我國高精度全球海洋鹽度探測數(shù)據(jù)源空白，推動了高水平國際合作的深入開展。

圖1 主被動探測儀全球海表鹽度、海表溫度及海表風(fēng)速觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)品

亮點成果二：

月表水演化新發(fā)現(xiàn)：鈦鐵礦顆粒的雙重使命

探明月表水的分布與儲存機制，是理解月表物質(zhì)演化、資源分布乃至未來利用的關(guān)鍵。遙感光譜觀測與月壤樣品分析均證實，太陽風(fēng)注入的氫（H）是月表水的一個重要來源。近期遙感光譜研究顯示，月表水含量的分布和動態(tài)變化可能與月表鈦（Ti）含量相關(guān)：低鈦區(qū)域的含水量通常高于高鈦月海玄武巖區(qū)域，且高鈦區(qū)域的OH/H2O表現(xiàn)出更為顯著的日變化特征。然而，也有研究指出，在部分月海區(qū)域，水含量異常與鈦含量并無直接關(guān)聯(lián)。為揭示月球主要富鈦礦物——鈦鐵礦在太陽風(fēng)成因水形成與保存中的作用，空間中心太陽活動與空間天氣重點實驗室研究團隊對嫦娥五號月壤中的鈦鐵礦顆粒表面風(fēng)化層開展了水含量、H同位素組成以及微觀結(jié)構(gòu)分析。研究發(fā)現(xiàn)，鈦鐵礦表層保存的太陽風(fēng)成因水顯著低于硅酸鹽礦物。首次闡明了鈦鐵礦影響月表水演化的兩個關(guān)鍵機制：一方面顯著促進太陽風(fēng)成因水的生成；另一方面卻難以維持該水的長期穩(wěn)定保存。這一發(fā)現(xiàn)為解釋月球不同鈦含量區(qū)域月表水含量的差異分布提供了直接的礦物學(xué)證據(jù)，也為未來以鈦鐵礦為主要對象的月球原位資源開發(fā)利用提供了重要科學(xué)依據(jù)。相關(guān)成果發(fā)表于《Nature Communications》。

圖2 月壤顆粒表層水含量與H同位素組成，以及太陽風(fēng)H的注入、遷移與逸出示意圖

亮點成果三：

天基高時空覆蓋北極海冰厚度探測獲突破性成果

面向全球變暖極地研究與 “冰上絲綢之路” 通航保障的雙重戰(zhàn)略需求，針對我國業(yè)務(wù)化海冰厚度產(chǎn)品的技術(shù)空白，空間中心空間環(huán)境探測重點實驗室研究團隊攻克星載北斗/ GNSS -R干涉測量、DDM 反射功率高精度探測、海冰厚度融合反演等系列核心關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建完成天基探測-反演全流程技術(shù)體系。依托27星組網(wǎng)觀測，團隊成功形成自主可控的業(yè)務(wù)化應(yīng)用能力，實現(xiàn)對北極海冰的高精度探測，測量精度優(yōu)于30厘米（海冰厚度<3m）。相關(guān)數(shù)據(jù)產(chǎn)品已正式業(yè)務(wù)化發(fā)布，成為全球首款北斗/ GNSS-R技術(shù)驅(qū)動的業(yè)務(wù)化海冰厚度產(chǎn)品，與國際公認的阿爾弗雷德-韋格納融合海冰厚度產(chǎn)品精度相當(dāng)，空間分辨率提升一倍。

在 2025 年全球 GNSS-R 遙感領(lǐng)域頂級會議 IEEE GNSS+R 上，為空間中心北斗/GNSS-R干涉測量技術(shù)的突破性進展設(shè)立專項最具影響力獎。國際專家一致評價：“該團隊成功完成干涉測量技術(shù)的首次在軌驗證，充分展現(xiàn)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)干涉信號在星載高精度海洋測量應(yīng)用中的革命性能力，為地球觀測領(lǐng)域提供了變革性技術(shù)方法?！?/p>

該GNSS-R 海冰厚度產(chǎn)品顯著提升極地海冰監(jiān)測的時空覆蓋能力，為極地航道通航安全保障與全球氣候變化研究提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

圖3 GNSS-R遙感海冰據(jù)厚度日產(chǎn)品示意圖

亮點成果四：

中高層大氣氣輝的輻射機制、變化特性和觀測方法研究

空間中心太陽活動與空間天氣重點實驗室研究團隊近年來在氣輝輻射的光化學(xué)機制和變化規(guī)律方面取得了重要的原創(chuàng)性成果，在國際上首次基于實測數(shù)據(jù)確定了OH氣輝輻射的光化學(xué)過程和躍遷參數(shù)，并被國際同行廣泛應(yīng)用于地球大氣和行星大氣的多個光化學(xué)模式; 發(fā)現(xiàn)氣輝的分布特征以及與動力學(xué)耦合的變化規(guī)律，并揭示其物理機制，為中高層大氣建模提供了基礎(chǔ)；在探測方面，提出氣輝地基探測新方案，建立了國際上首個雙層氣輝探測網(wǎng)，實現(xiàn)對大氣波動的準三維被動光學(xué)地基遙感探測，使我國在氣輝地基探測方面進入國際前列。主要成果發(fā)表在JRL、JGR等國際權(quán)威期刊上，在AGU等國際學(xué)術(shù)會議上作特邀報告10余次，獲得國家大科學(xué)工程-子午工程優(yōu)秀成果獎。國際上利用該成果建立了10個氣輝輻射模式，美國NASA、武漢大學(xué)、中山大學(xué)等國內(nèi)外多所大學(xué)和研究機構(gòu)利用氣輝觀測網(wǎng)的數(shù)據(jù)開展了相關(guān)研究。該工作引領(lǐng)并推動了國內(nèi)氣輝觀測和研究的發(fā)展，促進了國際上中高層大氣地基和衛(wèi)星遙感探測的發(fā)展。此成果獲得北京市自然科學(xué)二等獎。

圖4 國際上首個雙層氣輝觀測網(wǎng)分布圖

歡迎關(guān)注我們，轉(zhuǎn)載授權(quán)、投稿事宜請
在文后留言，小編會盡快處理