北京
太赫兹频段位于微波与红外之间，是电磁波谱中最后一段未被充分开发的“窗口区”，它既是电子学与光子学的交叉纽带，也是当前遥感探测技术的前沿阵地。在大气遥感领域，其独特优势在冰云遥感中逐渐凸显——太赫兹波长与典型冰晶粒子尺度（约100～1000 μm）处于同一量级，能够产生显著的米散射效应，对冰云微物理结构具有独特的敏感性；同时，它比红外波段更具穿透力，能够深入云层获取内部垂直信息，又比微波低频段对中小尺度粒子响应更灵敏，空间分辨率更高。这些互补性优势使太赫兹探测成为连接微波与红外遥感之间不可或缺的一环，逐渐成为国际上卫星大气遥感领域关注的热点。
背景与意义
当前，太赫兹波冰云遥感正从理论探索迈向工程实践。欧洲航天局计划在下一代极轨气象卫星中搭载太赫兹冰云成像仪，美国国家航空航天局也提出了星载太赫兹冰云遥感载荷PolSIR计划。经过近二十年的技术攻关，我国已成功研制基于70个天线单元的稀疏圆环阵列，实现了静止轨道微波‑太赫兹高精度探测，并突破天基大口径高精度固面天线等系列核心难题。风云四号静止轨道微波探测卫星（FY‑4M）预计于2026年前后发射，届时将成为全球首颗静止轨道微波‑太赫兹探测卫星，标志着我国在该领域迈入国际领先行列。本书的出版恰逢FY‑4M发射前夕，将为我国自主太赫兹冰云遥感数据的处理、反演算法研发及业务化应用提供理论支撑，兼具重要科学价值与战略意义。
内容简介
《太赫兹波冰云遥感原理》是国内首部系统阐述太赫兹波冰云遥感理论与方法的学术专著。本书围绕太赫兹波对全尺度冰晶粒子的敏感性优势，内容涵盖太赫兹辐射大气传输建模及非球形冰晶散射特性，深入分析太赫兹波段对冰云微物理参数的响应规律；在此基础上，构建从传统经验统计、贝叶斯概率估计、物理数值优化到前沿机器学习的多元化反演算法框架；此外，详细探讨云场空间不均匀性对辐射传输的影响，建立了太赫兹波与微波、红外波段的联合反演模型，并通过机载飞行试验对相关理论与方法进行验证。
章节介绍
全书共7章，遵循“物理机理—正向模拟—反演算法—试验验证”的科学逻辑。
第1章：概述太赫兹波大气遥感的发展历程，介绍目前国内外太赫兹波冰云遥感载荷的主要参数及技术现状。
第2章：介绍太赫兹波冰云遥感辐射传输计算。
第3章：介绍太赫兹波段冰云参数的敏感性，明确冰云关键参数在不同场景、不同波段对太赫兹亮温的影响，包括太赫兹通道亮温、信息含量分析等。
第4章：介绍太赫兹波冰云参数反演方法的设计原理、误差特性等，包括经验统计反演方法、贝叶斯概率估计反演方法、物理反演与数值优化方法、机器学习方法等。
第5章：阐述冰云的垂直及水平不均匀特征对太赫兹通道亮温的影响规律。
第6章：引入太赫兹与微波辐射计及红外高光谱的协同观测理论，进一步增强多维物理特征空间中的约束完备性，提升参数遥感的信息含量。
第7章：介绍利用国际上已开展的机载现场观测试验，开展反演方法验证与辐射传输闭合试验。
学术价值与创新
载荷设计优化：定量揭示了冰水路径、粒子有效直径、粒子形状、云顶高度及地表背景等多维参数在不同太赫兹通道下的信息含量分布规律，为载荷通道优化设计提供科学依据。
反演算法创新：系统建立了涵盖经验统计、贝叶斯概率估计、物理迭代优化及机器学习等多元太赫兹遥感反演冰云参数方法体系，深入分析了各方法的误差特性、适用条件与互补机制。
协同观测框架：提出了太赫兹-微波-红外多波段协同反演的理论路径，强调不同波段的优势互补而非相互替代，为充分发挥我国风云四号微波星（FY-4M）等新一代卫星的探测效能提供了理论支撑。
《太赫兹波冰云遥感原理》
李书磊 刘磊 董平夷 胡斯勒图 等 著
ISBN: 978-7-03-086352-2 定价：198.0
扫描二维码购买本书
本文编辑：杜权
地球为你而转！
欢迎关注：赛杰奥（sci_geo）
科学出版社地球科学订阅号
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
