安光所为国产双偏振载荷DPC、POSP研发云参量反演新方法
时间：2026-09-16 作者：余海啸 周奕丞
近日，中国科学院合肥物质院安徽光机所光学遥感中心陈澄研究员团队，使用高分五号（02）星（GF-5（02））搭载的两台安光所自主研制偏振载荷 —— 多角度偏振成像仪（DPC）和高精度偏振扫描仪（POSP）观测数据，开展了云光学与微物理特性反演新方法研究。新方法提升了国产星载偏振载荷对云光学和微物理参数的精细化反演能力，可为云辐射效应及气溶胶—云相互作用研究提供可靠的自主化数据支撑。
相关成果分别以“利用卫星多角度偏振测量的全球高空间分辨率云粒子谱分布反演”和“基于GF-5（02）星POSP观测的云反射率校正及云光学厚度和有效粒子半径反演”为题，发表在领域权威期刊《定量光谱与辐射传输杂志（Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer）》和《IEEE地球科学与遥感汇刊（IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing）》上。
云粒子谱分布参数是表征云光学特性与微物理过程、评估云辐射效应的关键参量。为拓展国产卫星载荷的应用场景，项目团队针对DPC偏振载荷开发了基于动态像元聚合的多角度偏振高空间分辨率云粒子谱分布参数反演算法，充分利用多角度偏振观测数据，兼顾邻近像元的贡献，在保证云虹区偏振信息充分采样的同时优化空间聚合尺度，将多角度偏振云粒子谱分布参数产品的空间分辨率提升至接近DPC原始观测的3.3公里，相较国外POLDER卫星产品近150公里的空间分辨率，实现了全球范围内水云有效粒子半径和有效粒子方差的高分辨率反演。针对POSP偏振载荷开发了基于辐射传输模拟与云反射率校正的近红外—短波红外双通道反演算法，通过定量评估不同通道组合对云微物理参数的敏感性，确定0.865–2.25微米为最优双通道组合。同时，通过基于辐射传输模型的云反射率校正，使得云参数有效反演像元比例提高了52.06%。对2023年全球水云和冰云的云光学厚度及有效粒子半径进行了反演，结果与国际上主流的MODIS和VIIRS卫星云产品保持了较好的一致性。
此项工作得到了国家重点研发计划、中国博士后科学基金和安徽省博士后基金的资助。余海啸博士后、周奕丞硕士研究生为两篇论文的第一作者，陈澄研究员为论文通讯作者。
论文1：https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2026.109938
论文2：https://doi.org/10.1109/TGRS.2026.3731766
GF-5（02）DPC全球云粒子谱分布反演结果与对比验证
GF-5（02）POSP的全球云有效粒子半径和云光学厚度反演结果与对比验证