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风云三号C星太阳总辐照度观测结果分析

科学通报 2015年第25期60卷 2447-2454页

作者：齐瑾张鹏邱红方伟叶新王玉鹏国家卫星气象中心北京100081 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033

第二代极轨气象卫星风云三号C星(FY-3C)携带的太阳辐射监测仪(Solar Irradiance Monitor,SIM)是FY-3A/B星上同类载荷的改进型,称为太阳辐射监测仪II型(SIM-II).针对SIM-II在轨观测获取的日地平均距离处太阳总辐照度数据,通过与国外同类... 详细信息

第二代极轨气象卫星风云三号C星(FY-3C)携带的太阳辐射监测仪(Solar Irradiance Monitor,SIM)是FY-3A/B星上同类载荷的改进型,称为太阳辐射监测仪II型(SIM-II).针对SIM-II在轨观测获取的日地平均距离处太阳总辐照度数据,通过与国外同类产品以及太阳黑子数据进行对比分析,检验SIM-II太阳总辐照度产品精度,评估仪器在轨观测能力.比对结果显示,SIM-II太阳总辐照度数据与国外同类产品相比在变化趋势上具有很好的一致性,与美国NASA发射的太阳辐射和气候变化试验卫星(Solar Radiation and Climate Experiment,SORCE)/总辐照度监测仪(Total Irradiance Monitor,TIM)产品的相对均方根偏差约为87×10?6,与比利时皇家气象研究所(RMIB)基于多个星基太阳总辐射观测数据处理得到的太阳总辐照度合成数据(简称RMIB数据)的相对均方根偏差约为140×10?***-II太阳总辐照度与太阳黑子数的相关性分析结果显示二者在极值分布上具有较好的对应;针对2014年10月太阳超强活动过程的监测结果显示,SIM-II和TIM观测的太阳总辐照度变化与太阳黑子面积变化相关,当太阳黑子面积增大2470时,SIM-II监测到的太阳总辐照度变化为?2.94 W/m2,TIM监测结果为?2.98 W/m2,说明SIM-II的观测结果能够定量反映由太阳活动导致的辐射能量变化.研究表明,FY-3C星太阳总辐照度数据已达到国际同类产品的观测精度,可以用于太阳活动及气候变化监测等相关研究.

关键词：风云三号C星太阳辐射监测仪Ⅱ型太阳总辐照度太阳黑子交叉比对

太阳总辐照度对热带中太平洋海表温度年代际变化的可能影响

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成都信息工程大学学报 2019年第5期34卷 525-531页

作者：梁健任宏利陈权亮成都信息工程大学大气科学学院四川成都610225 中国气象局国家气候中心气候研究开放实验室CMA-NJU气候预测研究联合实验室北京100081

为研究分析热带太平洋海表温度(SST)年代际变化对太阳辐射响应,利用SST资料、20世纪再分析资料和第六次耦合模式比较计划(CMIP6)所提供的太阳总辐照度(TSI)数据,采用线性回归的方法对TSI对热带太平洋SST年代际变化的可能影响进行了诊断... 详细信息

为研究分析热带太平洋海表温度(SST)年代际变化对太阳辐射响应,利用SST资料、20世纪再分析资料和第六次耦合模式比较计划(CMIP6)所提供的太阳总辐照度(TSI)数据,采用线性回归的方法对TSI对热带太平洋SST年代际变化的可能影响进行了诊断研究。结果表明,热带中太平洋SST存在与TSI类似的准11年周期变化信号,TSI与SST以及其他海气变量之间存在显著相关关系。SST异常在滞后于TSI信号1~3年时的正相关达到最强,证实了热带中太平洋海表温度可能存在对TSI信号的滞后响应。进一步分析表明,由TSI所直接引起的海表净短波辐射变化可能是热带中太平洋SST在年代际尺度上变化的直接原因。海表温度的年代际异常可以通过海气相互作用引起表层纬向风的变化,并反过来增强SST的年代际变化信号。TSI正位相引起的SST正异常可促使对流层温度上升、空气中的水汽增加、上升运动加强等相应变化,进而使得总云量增加,因此滞后2~3年后可能会由于云-辐射反馈而引起进入海洋净短波辐射量的减少。

关键词：气象学气候动力学太阳辐射年代际变化热带中太平洋海温太阳总辐照度

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大黑子群对太阳总辐照度的影响

云南天文台台刊 1996年第4期 21-26页

作者：李治凯吴铭蟾奕蒂中国科学院云南天文台

本文用云南天文台在第２２周太阳活动峰年期间拍摄到的大太阳黑子群照相资料，太阳黑子目视描述资料，以及Ｎｉｍｂｕｓ—７卫星上辐射计测量的太阳总辐照度，分别计算了太阳总辐射照度与大黑子群的本影视面积，大黑子群全群视面积和日... 详细信息

本文用云南天文台在第２２周太阳活动峰年期间拍摄到的大太阳黑子群照相资料，太阳黑子目视描述资料，以及Ｎｉｍｂｕｓ—７卫星上辐射计测量的太阳总辐照度，分别计算了太阳总辐射照度与大黑子群的本影视面积，大黑子群全群视面积和日面上全部黑子的总视面积的相关系数。结果表明，太阳总辐射照度与这三种视面积均存在强的负相关。其中与大黑子群本影视面积的相关最强，其次是与全群视面积的相关，最后是与日面上全部黑子的总视面积的相关。并对以上结果和其它有关结果进行了分析和讨论。

关键词：太阳太阳总辐照度黑子群

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航天工程中太阳总辐照度的研究

航天工程中太阳总辐照度的研究

中国空间科学学会空间探测专业委员会第十八次学术会议

作者：盛丽艳中国空间技术研究院总体部

随着航天器工程的发展,使用的先进元器件也越来越多,对航天器热控系统的要求也越来越高。太阳常数（在日地平均距离处的太阳总辐照度）作为一个重要的输入参量,对热控系统设计具有一定的影响。研究发现太阳总辐照度受各种因素的影响是... 详细信息

随着航天器工程的发展,使用的先进元器件也越来越多,对航天器热控系统的要求也越来越高。太阳常数（在日地平均距离处的太阳总辐照度）作为一个重要的输入参量,对热控系统设计具有一定的影响。研究发现太阳总辐照度受各种因素的影响是不断变化的,所以太阳常数也不应该是一个固定不变的值。本文通过对各时期所测得的结果进行分析比较,讨论了太阳长时间演化、日地距离、太阳活动和不同测量设备对太阳总辐照度测量结果的影响。

关键词：航天器工程太阳总辐照度太阳常数

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风云三号卫星太阳总辐照度监测

风云三号卫星太阳总辐照度监测

第35届中国气象学会年会

作者：齐瑾邱红国家卫星气象中心

太阳辐射是地球最主要的外部能源,是影响地球气候和环境变化的重要因素。太阳总辐照度（Total Solar Irradiance,TSI）表征日地平均距离处的太阳辐射通量密度,也称太阳常数,是全球气候观测系统中定义的基本气候变量之一。国际上自1978... 详细信息

太阳辐射是地球最主要的外部能源,是影响地球气候和环境变化的重要因素。太阳总辐照度（Total Solar Irradiance,TSI）表征日地平均距离处的太阳辐射通量密度,也称太阳常数,是全球气候观测系统中定义的基本气候变量之一。国际上自1978年开启了在大气顶对太阳总辐照度进行高精度连续卫星监测,并实现了同期有多颗卫星重叠观测,为大气顶太阳总辐照度气候数据集的建立提供了有效的数据支持。我国风云三号系列极轨气象卫星于2008年开始太阳总辐照度观测,至今经A/B/C三颗卫星连续监测获取了近十年的太阳总辐照度数据,提供了一套独立于欧美卫星的观测记录。风云三号C星搭载地球辐射收支仪器包,其中的太阳辐射监测仪Ⅱ型（SIM-Ⅱ）以获取太阳全波段辐射能量为主要观测目标,可提供太阳总辐照度轨道产品和日产品。FY-3C/SIM-Ⅱ仪器增加了太阳自动跟踪功能和精密温控功能,改善入射光源和观测环境的稳定性,其太阳总辐照度产品的精度较FY-3A/B星有显著提高。SIM-Ⅱ发射前经外场定标,其观测结果可溯源至由世界辐射中心建立的世界辐射基准（WRR）;在轨观测中利用备份探测器监测常规观测探测器的衰减特性,改善仪器在轨稳定性。基于SIM-Ⅱ在轨运行状态分析,进一步优化太阳总辐照度产品生成算法,并利用美国SORCE/TIM和欧洲S OHO/VIRGO的TSI日产品对风云三号卫星产品进行比对验证。由图1可见,三套数据在太阳辐射能量的变化趋势上具有很好的一致性,也表明风云三号C星TSI的产品精度与国际同类产品相当。FY-3C/SIM-Ⅱ于2013年10月开启在轨常规观测,观测时段覆盖了第24太阳活动周期由太阳活动峰年至谷年的变化过程,可初步给出太阳24周期的能量变化;同时对于太阳活动峰年中发生的强太阳活动事件可提供定量的监测结果。风云三号太阳总辐照度产品可用于构建我国自主的太阳总辐照度数据集,同时也为国际太阳总辐照度气候数据集建立提供可靠的数据补充,为太阳活动监测和气候变化定量应用等研究提供有力的数据支持。

关键词：风云三号卫星太阳总辐照度太阳变化气候监测

来源： cnki会议评论

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风云三号C星太阳总辐照度观测结果分析

风云三号C星太阳总辐照度观测结果分析

风云三号黎明星太阳辐照度光谱仪对日定量观测与定标校准

第33届中国气象学会年会

作者：齐瑾张鹏邱红方伟叶新王玉鹏国家卫星气象中心中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

第二代极轨气象卫星风云三号C星(FY-3C)携带的太阳辐射监测仪(Solar Irradiance Monitor,SIM)是FY-3A/B星上同类载荷的改进型,称为太阳辐射监测仪II型(SIM-II)。针对SIM-II在轨观测获取的日地平均距离处太阳总辐照度数据,通过与国外同... 详细信息

第二代极轨气象卫星风云三号C星(FY-3C)携带的太阳辐射监测仪(Solar Irradiance Monitor,SIM)是FY-3A/B星上同类载荷的改进型,称为太阳辐射监测仪II型(SIM-II)。针对SIM-II在轨观测获取的日地平均距离处太阳总辐照度数据,通过与国外同类产品以及太阳黑子数据进行对比分析,检验SIM-II太阳总辐照度产品精度,评估仪器在轨观测能力。比对结果显示,SIM-II太阳总辐照度数据与国外同类产品相比在变化趋势上具有很好的一致性,与美国SORCE/TIM产品的相对均方根偏差约为87ppm,与比利时皇家气象研究所(RMIB)基于多个星基太阳总辐射观测数据处理得到的太阳总辐照度合成数据(简称RMIB数据)的相对均方根偏差约为140ppm。SIM-II太阳总辐照度与太阳黑子数的相关性分析结果显示二者在极值分布上具有较好的对应;针对2014年10月太阳超强活动过程的监测结果显示,SIM-II和TIM观测的太阳总辐照度变化与太阳黑子面积变化相关,当太阳黑子面积增大2470时,SIM-II监测到的太阳总辐照度变化为-2.94W/m,TIM监测结果为-2.98W/m,说明SIM-II的观测结果能够定量反映由太阳活动导致的辐射能量变化。研究表明,风云三号C星太阳总辐照度数据已达到国际同类产品的观测精度,可以用于太阳活动及气候变化监测等相关研究。

关键词：风云三号C星太阳辐射监测仪Ⅱ型太阳总辐照度太阳黑子交叉比对

来源： cnki会议评论

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风云三号黎明星太阳辐照度光谱仪对日定量观测与定标校准

作者：雷宽中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)

学位级别：硕士

太阳作为地球能量的主要来源,源源不断地为地球提供光和热。获取精确的、可溯源的太阳光谱辐射变化对太阳物理学、大气物理学和环境科学等领域具有重要研究意义和应用价值。本文深入研究国内外太阳光谱辐照度仪器发展概况,分析了各仪器... 详细信息

太阳作为地球能量的主要来源,源源不断地为地球提供光和热。获取精确的、可溯源的太阳光谱辐射变化对太阳物理学、大气物理学和环境科学等领域具有重要研究意义和应用价值。本文深入研究国内外太阳光谱辐照度仪器发展概况,分析了各仪器的主要功能原理和性能指标。基于风云三号黎明星太阳辐照度光谱仪项目,展开对日定量观测与定标校准工作。中科院长春光机所研制的太阳辐照度光谱仪(SSIM:Solar Spectral Irradiance Monitor)是我国首个自主研制的星载高光谱太阳辐照度仪器,用来获取太阳165nm～2400nm高精度精细化光谱辐照数据。本文深入研究太阳辐照度光谱仪系统组成、功能和工作原理,并对光学系统和在轨工作模式的设计进行分析。针对其核心性能指标包括探测器噪声、信噪比和稳定性进行定量分析。研究表明,探测器在无光照情况下,系统以光电倍增管暗噪声为主;在有光照条件下,系统以阳极散粒噪声为主。光谱在可见光波段信噪比600左右;红外波段信噪比为10000左右,约40d B,满足仪器性能指标要求。本文提出了一种新型高精度卷积在轨定标方式用于监测和及时修正SSIM在轨工作期间光谱位置偏移。基于SSIM观测数据,通过更高精度的参考光谱数据HSRS与SSIM狭缝函数进行卷积迭代得到不受测量仪器影响的真实太阳光谱辐照度,并将HSRS卷积后的结果与SSIM测得的太阳光谱进行匹配用于在轨光谱定标,实现光谱最大偏移量不超过0.03nm,满足0.05nm的波长精度要求,证实了高精度卷积在轨定标方法用于SSIM光谱定标的可行性。之后利用卷积模型评估太阳光谱辐照度数据的准确性,解决了光谱数据集之间因分辨率不同无法直接比较的问题。深入研究国际上公认的覆盖紫外到短波红外四个独立且广泛使用的太阳参考光谱数据集:Thuillier 2003、LASP WHI 2008、TSIS-1 SIM和TSIS-1 HSRS。相互比较了四个太阳参考光谱与SSIM测得光谱之间差异,计算发现SSIM积分平均测得的太阳总辐照度(TSI:Total Solar Irradiance)数据与国际天文联合会(IAU:International Astronomical Union)采用的数据相对差异百分比在0.1%左右,TSIS-1 SIM和SSIM测得的太阳光谱辐照度(SSI:Solar Spectrum Irradiance)相互偏差较小,紫外波段偏差在5%左右,可见和红外波段在2.5%以内。最后为解决由于光谱仪在轨期间长期受到恶劣环境影响造成光学系统和探测器性能衰减问题,基于SSIM整机辐射传输特性和国际上衰减处理方式,采用二阶三维线性拟合建立紫外波段衰减函数来监测SSIM在轨衰减特性。根据SSIM在轨工作模式,利用Curve Fitting建立滤光片、光学系统及后续探测器的辐射衰减模型。在比较高斯拟合、傅里叶拟合及线性拟合后发现,二阶三维线性拟合的紫外波段衰减函数结果最佳,并从模型中预测仪器后续衰减特性,拟合度优于99.7%。

关键词：太阳辐照度光谱仪太阳总辐照度太阳光谱辐照度卷积光谱定标辐射衰减模型

真空环境中太阳辐照度绝对辐射计腔温响应的变化及其影响

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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光学学报 2013年第9期33卷 185-190页

作者：杨振岭方伟宋宝奇骆杨王玉鹏中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

为了考察真空环境对太阳辐照度绝对辐射计辐射测量值及其对世界辐射基准修正系数的影响,提高在轨辐射测量值向世界辐射基准的溯源精度,改善不同仪器在轨辐射量值的一致性,进行了真空环境中太阳辐照度绝对辐射计腔温响应变化及其影响的... 详细信息

为了考察真空环境对太阳辐照度绝对辐射计辐射测量值及其对世界辐射基准修正系数的影响,提高在轨辐射测量值向世界辐射基准的溯源精度,改善不同仪器在轨辐射量值的一致性,进行了真空环境中太阳辐照度绝对辐射计腔温响应变化及其影响的测量和评估。真空环境中,由于缺少了空气对流这一传热途径,使得在相同的加热功率下,辐射计腔温响应的时间常数变长,并且平衡温度升高,导致辐射计黑体腔响应度明显降低。在真空和空气中,对相同的测量目标进行辐射测量,结果表明由于真空中黑体腔时间常数和响应度的变化,导致测量的辐射功率有0.15%的相对偏差,进而造成真空环境中的辐射测量值向世界辐射基准的修正系数发生0.15%的相对变化。

关键词：测量温度响应绝对辐射计太阳总辐照度世界辐射基准

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星载太阳辐射监测仪的高精度太阳跟踪

光学精密工程 2014年第9期22卷 2483-2490页

作者：杨东军方伟叶新宋宝奇中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

由于FY-3(01)星和FY-3(02)星宽视场扫描式太阳辐射监测仪(SIM)测量时间短、精度低,本文利用FY-3(03)星SIM实现了太阳的高精度跟踪测量。首先,分析了SIM太阳跟踪精度指标、跟踪转动范围,测试并确定了数字太阳敏感器(DSS)的视场范围、频... 详细信息

由于FY-3(01)星和FY-3(02)星宽视场扫描式太阳辐射监测仪(SIM)测量时间短、精度低,本文利用FY-3(03)星SIM实现了太阳的高精度跟踪测量。首先,分析了SIM太阳跟踪精度指标、跟踪转动范围,测试并确定了数字太阳敏感器(DSS)的视场范围、频率、分辨率,标定了DSS在轨像面辐照度。为消除跟踪抖动现象,分析测试了控制时间间隔和跟踪精度的关系,确定了理想控制时间间隔为500ms。外场和在轨实验结果表明,SIM太阳跟踪精度优于±0.1°,俯仰在轨跟踪精度为0.029°,偏航在轨跟踪精度为0.025°,原始太阳总辐照度(TSI)值为1 353.1W/m2。另外,DSS太阳指向精确,跟踪控制可靠,大幅增加了TSI监测时间。FY-3(03)星SIM在太阳同步轨道卫星上实现了TSI的太阳跟踪测量,跟踪精度是国际空间站(ISS)同类载荷CPD跟踪精度的10倍。

关键词：太阳辐射监测仪数字太阳敏感器太阳跟踪太阳同步轨道太阳总辐照度