發(fā)布時(shí)間：2021-08-23 20:14

　　海表溫度是重要的環(huán)境特征指標(biāo)。為了實(shí)時(shí)高精度測量海表皮溫,中國海洋大學(xué)研制了一臺海表測溫輻射測量系統(tǒng)（The First Infrared Radiometer for measurements of Skin SST made by Ocean University of China, OUCFIRST,簡稱FIRST系統(tǒng)）。FIRST系統(tǒng)使用熱釋電輻射傳感器,測量海表、天空和內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)黑體的輻射量,對測量的海表輻射進(jìn)行實(shí)時(shí)校正,得到精確的海表輻射值,通過反演計(jì)算,得到高精度海表皮溫。FIRST系統(tǒng)內(nèi)部使用了可溯源的測溫儀,可測量標(biāo)準(zhǔn)黑體溫度,該系統(tǒng)采用了自容式設(shè)計(jì),測溫精度高且部署容易。FIRST系統(tǒng)參加了2016年在英國國家物理實(shí)驗(yàn)室（National Physical Laboratory）NPL進(jìn)行的聯(lián)合觀測實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)室測量了標(biāo)準(zhǔn)黑體,在室外湖面進(jìn)行了實(shí)測,測量結(jié)果優(yōu)于33mK,測量準(zhǔn)確度位列各參測儀器的第二名。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,FIRST系統(tǒng)具有較好的測量精度,可用于海表皮溫的高精度測量。 

【文章來源】：中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,50(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

掃描鼓探測海表的視場

雖然上述數(shù)據(jù)如此重要,但在印證衛(wèi)星遙感方法獲得的海表皮溫方面,獲得實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的現(xiàn)場數(shù)據(jù)仍然非常困難。現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集和分析是任何一個(gè)地球觀測衛(wèi)星計(jì)劃中的重要部分[2-3],決定了衛(wèi)星任務(wù)成功與否[4]。利用浮標(biāo)為主的接觸式測量方法來印證衛(wèi)星遙感獲得的海表皮溫必然引入海表皮溫與水體體溫的差別,因此誤差較大。利用非接觸式的船載紅外輻射計(jì),來獲取印證紅外衛(wèi)星海表溫度測量結(jié)果的定點(diǎn)測量值,是高精度印證衛(wèi)星數(shù)據(jù)的唯一方法[5]。近年來多家科研單位進(jìn)行了海表紅外測溫輻射計(jì)方面的研究,有代表性的是全自動船載紅外輻射計(jì)ISAR(Infrared Sea Surface Temperature Autonomous Radiometer,ISAR)[6]等。為了獲取高精度海表溫度數(shù)據(jù),并發(fā)展自主知識產(chǎn)權(quán)的海表測溫設(shè)備,中國海洋大學(xué)研制了高精度海表紅外測溫輻射測量系統(tǒng)OUCFIRST(The First Infrared Radiometer for measurements of Skin SST made by OUC,以下簡稱FIRST系統(tǒng)),設(shè)備在科考船的安裝如圖1所示。該系統(tǒng)使用熱釋電輻射傳感器,內(nèi)置掃描裝置,分別測量海表、天空、以及內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)黑體的輻射量,對測量的海表輻射進(jìn)行實(shí)時(shí)校正,從而得到精確的海表輻射值,最終反演計(jì)算得到高精度的海表皮溫。

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)模塊圖見圖2,系統(tǒng)內(nèi)部創(chuàng)新性地使用了可溯源的測溫儀測量標(biāo)準(zhǔn)黑體的溫度,在海上測量時(shí),運(yùn)用了干燥氣體吹掃技術(shù),并采用了自容式的儀器設(shè)計(jì),整體測溫精度高且環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),容易部署。本文介紹的FIRST系統(tǒng),與進(jìn)口設(shè)備ISAR同步測量了近2年的時(shí)間,獲取了超過20個(gè)月的同步測量數(shù)據(jù)[8],并參加了2016年在英國舉行的聯(lián)合觀測實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該系統(tǒng)具有較好的測量精度。此系統(tǒng)是國內(nèi)報(bào)道的首臺達(dá)到0.1 K測量精度的船載海表皮溫測量儀器。1.1 設(shè)計(jì)原理


本文編號：3358523