近日，一个由中国科学家主导的国际科研团队成功研发出一种创新的地表太阳辐射监测系统，这一系统被形象地称为“阳光扫描仪”。该系统不仅为地球生命的能量源泉——地表太阳辐射提供了高效高精度的监测手段，还在清洁能源利用、农业生产预估、气候变化应对以及人类健康等多个领域展现出巨大潜力。
“阳光扫描仪”实质上是一个基于最新一代地球静止卫星的多星组网地表太阳辐射观测系统。这一系统由中国科学院空天信息创新研究院的胡斯勒图、石崇等研究员领衔，携手来自中国、日本、法国、英国等多个国家的科研机构和高校共同研发。通过这一系统，科学家们能够以前所未有的精度和时空分辨率，对地表太阳辐射进行全球尺度的监测。
研究团队介绍称，他们通过“阳光扫描仪”建立了多源异构卫星观测遥感模型，成功克服了多星协同观测中的光谱和几何差异等难题，实现了包括中国风云四号、日本葵花八号、欧洲第二代气象卫星和美国地球静止环境业务卫星在内的最新一代地球静止卫星的一体化融合应用。这一突破使得对亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、大洋洲和非洲等地的地表太阳辐射能够进行连续无缝的监测。
“阳光扫描仪”的成功应用，不仅填补了极轨卫星观测频次低和单一静止卫星观测区域有限的空白，还实现了从区域到近全球观测的跨越。胡斯勒图研究员指出，该系统将极大地助力全球太阳能资源的评估，为“双碳”目标下的清洁能源布局提供有力支撑。同时，其提供的光合有效辐射数据可为粮食估产和生态碳汇测算提供新的科学依据，而紫外线数据模块则有望在公共卫生领域发挥重要作用。
石崇研究员强调，为了提升系统的精度和效率，研究团队针对每颗卫星构建了高精度云遥感算法，并通过算法创新解决了云干扰和快速辐射传输计算等难题。他们还开发出了一种结合人工智能和辐射传输模型的快速辐射传输模拟器，使得辐射传输计算速度提升了9万倍，且误差控制在0.3%以内。
“阳光扫描仪”目前能够提供空间分辨率为5公里、观测频次为每小时一次的近全球地表太阳辐射监测数据。这些数据不仅在精度上显著优于国际同类产品，还实现了空间分辨率的数量级提升。因此，该系统能够精细捕捉如台风路径、青藏高原等局部地区的辐射变化，为气象灾害监测、光伏电站选址等提供精细化、高精度的支持。
通过与全球地基实测数据的对比，“阳光扫描仪”提供的地表太阳辐射数据展现出日均误差低、精度高的特点。这些数据不仅为局部地区的气象灾害监测和光伏电站选址提供了有力支持，还为高时空分辨率地球系统模式提供了数据驱动，进一步推动了地球科学研究的深入发展。
