中国气象报记者牛彦元报道记者日前获悉,通过对全球二氧化碳监测科学实验卫星(以下简称碳卫星)数据进行反演,我国已成功获得首幅全球叶绿素荧光产品。该产品的获取,意味着我国可通过全球植被荧光制图来测量植被中所存储的碳,对于精确把握植被生长状态、准确了解全球碳汇分布和进一步理解陆表植被对气候变化的响应具有重要意义。

叶绿素荧光被称为植物光合作用的理想“探针”,能够及时准确反映植物光合作用的真实工作状态、诊断植物的亚健康状况等。然而,受诸多因素影响,从卫星上准确提取叶绿素荧光面临巨大挑战。首先,在太阳光诱导下,植被叶绿素发射荧光的量非常少,在可见光波段通常不足吸收光能的2%;其次,叶绿素荧光往往叠加在占绝对优势的植被反射能量中。

我国于2016年12月22日发射碳卫星,是全球第三个可提供碳卫星数据的国家。叶绿素荧光遥感是该卫星的一个重要应用,利用碳卫星获取的超高光谱分辨率数据,不仅能够对全球大气中二氧化碳浓度进行动态监测,还能高精度反演植被叶绿素荧光。卫星尺度叶绿素荧光能够精确估算全球植被光合生产力,再结合同步反演的大气二氧化碳浓度数据,将极大提升全球碳源汇观测能力。

据介绍,利用2017年7月至12月的碳卫星数据,中国科学院遥感与数字地球研究所刘良云研究员团队开展了全球植被叶绿素荧光卫星反演研究,成功获得2017年下半年的全球叶绿素荧光产品。结果表明,碳卫星叶绿素荧光产品能够清晰显示2017年7月份北美玉米带、欧洲平原、东亚农业种植区与东南亚以及12月份亚马逊雨林等区域的植被旺盛生产力,且南北半球夏季与冬季植被生产力与碳汇能力的动态变化也非常准确。将我国碳卫星叶绿素荧光产品与美国“轨道碳观测者”卫星产品相对比,二者在空间格局、季节变化特征等方面高度一致,在取值范围、均值、动态分布等方面也非常一致,获取的叶绿素荧光、植被指数等产品存在一致的正相关关系。这表明我国碳卫星已达到国际最高水平,并可以用来监测全球植被生长状况和植被生产力。