NPL成功开展国际比对试验，以支持对气候至关重要的海表温度测量

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原标题：NPL成功开展国际比对试验，以支持对气候至关重要的海表温度测量

通过确保测量活动的国际一致性，国际比对可以保证海洋温度的卫星测量结果验证有效

来源：NPL 新闻

海洋温度的变化对地球和人类社会影响重大。它们是气候变化的一个关键指标，而且也可以为天气预报提供近期的输入信息。水温升高会导致海冰融化加剧，水量扩大，并最终导致土地损失。海水温度的升高也会影响海洋生物，珊瑚白化和死亡就是早期的后果之一。

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英国国家物理实验室(NPL)的光学辐射计量小组、气候和地球观测小组以及温湿度小组共同接待了这项NPL实验室比对活动的参与者，随后的活动在伯恩茅斯的博斯科姆码头开展。之所以开展这一国际比对项目，正是为了确保可以对气候关键型海面温度的卫星测量活动实施统一的验证。这次比对活动是在地球观测卫星委员会（CEOS）校准和验证工作组（WGCV）的主持下组织的，并得到了欧洲航天局（ESA）的项目赞助。

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在实验室阶段，参与者*将各自的辐射计与作为参考标准的NPL辐射源进行了比较。参与者自己用于校准辐射计的辐射源（黑体）也进行了测量，并与可溯源至NPL标准辐射计“黑体辐射绝对测量（AMBER）”的传递辐射计进行了比较。不论是参考标准黑体还是AMBER，都可以通过关联到NPL温湿度小组实现的标度而溯源至1990年国际温标（ITS-90）。

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一个多世纪以来，海洋温度都是通过常规方式测量的，但在过去的三四十年里，海洋温度都是从太空获得的，提供必要的全球覆盖范围。对于卫星得出的水温，最直接的验证方式就是将远程观测结果与使用类似仪器（即红外辐射计）的表面测量结果进行比较。无论是制造商还是用户，通常部署在船只上的表面辐射计都必须在全球范围内的测量一致。

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比对活动至关重要，它可以确保使用一台仪器进行的测量可以与使用另一台仪器的测量进行准确比较。然而，在此之前，还未在全球范围内对热红外的初级辐射测量进行过此类比对。因此，该团队汇集了他们在辐射测量、测温和气候科学方面的技能和知识，以开展气候科学专用红外辐射温度测量仪器的测量活动。对于气候领域，研究人员预计每十年会检测到十分之几度的变化，因此，稳健的SI溯源对于确保卫星观测和结论的可信度至关重要。该团队在红外方面的工作还将继续支持卫星的飞行前校准。

随着人们越来越关注以相对较高的空间分辨率测量地表温度的变化，预计这一领域还将开展进一步的比对活动。此外，该小组目前还积极开展卫星测量表面反射率的比对，并开展更广泛的研究来改进基于表面的观测结果与卫星层面的观测结果之间的联系，即如何以最佳方式解释卫星视图的差异以及地面仪器所获得的相对较小的样本量。

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首席研究科学家Yoshiro Yamada表示：“气候科学的测量要求对于计量学家来说是极具挑战性的。只有通过此类比对活动，才能验证我们实现了多高的准确度水平，而且，基于我们的发现，我们可以知道下一步的工作重点。”

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高级研究科学家Subrena Harris说：“能够参与这次比对活动，并直接看到实验室的测量结果如何支持即将部署用于进一步了解环境气候的仪器的测量结果，这真是一次非凡的经历。来自世界各地的科学家之间的协同合作是这次活动成功的关键。”

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NPL研究员Nigel Fox表示：“基于卫星的海表温度是比较成熟的遥感测量方式之一，因此这都是第五次正式的比对。然而，严苛的不确定度要求和实际面临的挑战，以及波浪、环境温度、天空和太阳的影响，都要求我们必须开展并发展比对方法。值得注意的是，在过去两个比较周期中，工作人员/参与者大大提升了他们对不确定度的理解和评估，从而使决策者对结果更有信心，并能够采取循证行动。”

*除了NPL，这场比对活动的参与者还包括南安普顿大学、STFC卢瑟福-阿普尔顿实验室、丹麦气象研究所、澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）/澳大利亚气象局、气象与气候研究所(IMK-ASF)/卡尔斯鲁厄理工学院和巴伦西亚大学，令人遗憾的是，一些国家因新冠疫情的影响而未能参与其中。

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——编译：曹歆

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