（通讯员 夏雪萍）近日，中国地质大学（武汉）未来技术学院博士研究生郎芹在遥感领域顶级期刊《Remote Sensing of Environment》上发表了最新研究成果。该研究揭示了在估算地表太阳辐射时，忽略“气溶胶与云共存”这一大气现象所带来的显著误差。郎芹为论文第一作者，王伦澈教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（No. 42375129、42101385、42371031）的资助。
准确估算到达地表的太阳辐射，对于气候调节、作物生长、太阳能发电评估等都至关重要。被动卫星遥感产品是估算地表太阳总辐射（TSR）及其分量——直射辐射（DIR）和散射辐射（DIF）的主要数据源。气溶胶和云是导致太阳辐射衰减的关键因素，然而现有基于被动卫星的辐射估算方法通常仅在晴空条件下考虑气溶胶效应，普遍忽略了气溶胶与云共存的情形（图1）。气溶胶-云共存现象在真实大气中发生的频率如何？其时空分布有何特征？忽略这一现象会对地表太阳辐射估算产生多大影响？这些问题尚未得到充分解答。
图1. 气溶胶-云共存条件下太阳辐射传输及主被动卫星观测示意图
该研究首先利用大气辐射传输模型，模拟了在不同条件下忽略气溶胶-云共存可能产生的太阳辐射估算偏差。进而，基于能同步探测气溶胶与云的CALIPSO主动卫星数据，在全球尺度上厘清了该共存现象的时空分布特征。在此基础上，以CALIPSO的精准观测为基准，与两类主流被动卫星（AQUA和Himawari-8）数据进行比对，量化了因忽略共存而引入的估算误差。最后，评估了两种考虑共存信息的改进策略，检验了其对提升估算精度的效果。
全球CALIPSO观测数据显示，气溶胶与云共存现象出现的比例约为15%，其中以非洲中部出现频率最高（图2）。88%的共存样本集中在气溶胶光学厚度（AOD）低于0.5、云光学厚度（COT）小于15的范围内（图3）。结合地面站点观测数据的精度评估结果证实，忽略气溶胶-云共存现象会使DIR与DIF的估算误差增大19%至31%。研究还测试了两种考虑共存信息的改进策略，为提升地表太阳辐射估算精度提供了可行路径。
图2. 基于2016-2017年CALIPSO数据识别的气溶胶-云共存样本的空间密度图：（a-l）月平均分布，（m）年平均分布
图3. （a）气溶胶-云共存样本在不同CALIPSO AOD-COT区间的比例；（b）与（c）分别为2016-2017年共存样本的平均AOD和COT空间分布图
该项研究揭示了当前卫星太阳辐射产品中一个长期被忽视的误差来源，并为进一步提升产品精度提供了重要参考。未来，在气溶胶-云共存现象频发区域使用相关辐射数据时，需注意其中存在的偏差，并可参考该研究提出的改进策略提升精度。这将为气候变化模拟、太阳能资源评估、农业光能利用及生态环境监测等依赖高精度太阳辐射数据的领域，提供更可靠的科学支撑。
论文全文见：
Qin Lang, Ming Zhang, Qiuhua He, Shikuan Jin, Wenmin Qin, Lingxia Luo, Lunche Wang. Significant uncertainties from overlooking aerosol-cloud coexistence in surface solar radiation estimates using passive satellite observations. Remote Sensing of Environment, 2026, 333: 115168, https://doi.org/10.1016/j.rse.2025.115168.
（未来技术学院来稿，原链接：https://sft.cug.edu.cn/info/1050/9559.htm）
