海表鹽度遙感對(duì)海洋環(huán)境的監(jiān)測(cè)、水團(tuán)的形成和循環(huán)研究以及氣候預(yù)測(cè)有著非常重要的作用，是近年來國(guó)內(nèi)外空間地球科學(xué)的研究熱點(diǎn)。近年來，歐空局(ESA)發(fā)射了一顆L波段綜合孔徑輻射計(jì)衛(wèi)星SMOS，美國(guó)宇航局(NASA)分別發(fā)射了L波段主被動(dòng)結(jié)合遙感衛(wèi)星Aquarius和SMAP進(jìn)行海表鹽度遙感觀測(cè)。
海表鹽度衛(wèi)星遙感的觀測(cè)手段是低頻微波輻射計(jì)，其原理是海水鹽度的改變會(huì)影響海水本身的介電常數(shù)，進(jìn)而影響海表的微波輻射亮溫。由于海水鹽度對(duì)海水介電常數(shù)的改變量以及由此引起的海面輻射量度溫度變化很小，如在32～37psu的典型海洋鹽度變化范圍內(nèi)，L波段輻射計(jì)所能觀測(cè)到的最大亮溫變化值僅為4K左右；同時(shí)海面輻射亮溫還受到海面溫度、海面粗糙度等其它海表環(huán)境參數(shù)的影響，如海表粗糙度在L波段貢獻(xiàn)的輻射亮溫與鹽度變化的貢獻(xiàn)相當(dāng)或更大。海表鹽度的精確反演需要在對(duì)鹽度敏感的L波段亮度溫度進(jìn)行高精度測(cè)量的同時(shí)，同步獲取海表粗糙度信息，并在反演模型中進(jìn)行修正。要進(jìn)一步提高海洋鹽度的測(cè)量精度，必須注重進(jìn)一步加深和完善對(duì)電磁波與海洋表面（包括海浪和泡沫等）交互機(jī)理的認(rèn)識(shí)，采用基于物理過程的模型量化相關(guān)環(huán)境因素的影響，建立高精度微波輻射傳輸模型。
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心微波遙感技術(shù)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員殷曉斌(IEEE高級(jí)會(huì)員)與國(guó)家海洋局、法國(guó)、美國(guó)和英國(guó)學(xué)者近期基于不均勻介質(zhì)理論模型重新建立了L波段泡沫發(fā)射率模型。該泡沫發(fā)射率理論模型考慮能量由大氣進(jìn)入泡沫層并被泡沫大小尺寸不均勻分布的泡沫層吸收和耗散的過程。分析表明，新模型在0-55°入射角以及0-22m/s風(fēng)速范圍內(nèi)計(jì)算獲取的L波段粗糙海面輻射亮溫與歐空局SMOS計(jì)劃以及美國(guó)宇航局Aquarius計(jì)劃測(cè)量數(shù)據(jù)比較吻合。新模型已被歐空局SMOS衛(wèi)星計(jì)劃最新的V6版本鹽度反演算法采用。該工作是殷曉斌等人2012和2014年關(guān)于鹽度遙感算法的后續(xù)。該項(xiàng)研究成果對(duì)于提高鹽度遙感反演精度有著重要意義，發(fā)表于遙感學(xué)術(shù)期刊RemoteSensingof Environment。該項(xiàng)研究成果為將被列入空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)十三五備選項(xiàng)目的全球水循環(huán)觀測(cè)衛(wèi)星（WCOM）以及列入民用航天“十三五”規(guī)劃的海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星的發(fā)展和應(yīng)用提供重要支撐。
論文信息：X. Yin, J. Boutin, E. Dinnat, Q Song and A. Martin, Roughness and foam signature on SMOS-MIRAS brightness temperatures: a semi-theoretical approach, Remote Sensing of Environment, vol. 180, pp. 221-233, 2016, Doi: 10.1016/j.rse.2016.02.005.
圖：0-55°入射角以及0-22m/s風(fēng)速范圍內(nèi)計(jì)算獲取的L波段粗糙海面輻射亮溫與使用ECMWF風(fēng)速擬合的SMOS測(cè)量數(shù)據(jù)的比較。青色*型線為SMOS測(cè)量數(shù)據(jù)，紅色和黑色實(shí)線為使用不同海浪譜模型獲得的理論值。
