南極、北極和青藏高原地區，是地球上的三個寒極，被統稱為“三極”。三極是全球氣候變化的指示器與放大器，是影響全球氣候與環境變化的關鍵區和敏感區，也直接關系到我國參與國際氣候變化談判、極地共建共治共享以及青藏高原地區的可持續發展與資源利用等。

5月16日，香山科學會議第653次學術討論會聚焦三極天基觀測的前沿關鍵問題。科技日報記者從會上了解到，雖然衛星遙感技術的快速發展逐步增強了人們對三極地區的了解，但是三極地區的衛星，特別是通過我國國產衛星的觀測亟待加強。

現有觀測衛星無法滿足三極科學需求

全球變暖背景下，三極地區冰蓋、冰川、凍土和海冰正在快速退縮，由此引發了一系列氣候、環境和生態問題，如極端天氣與氣候事件頻發、海平面上升、極地生態系統變化等。

“雖然三極地區對全球氣候系統產生如此重要的影響，但至今三極地區對氣候系統影響的聯動機制仍不明確。”中山大學測繪科學與技術學院院長程曉教授在報告時指出。

由于三極特殊的地理位置以及嚴峻的氣候環境，野外實地考察受到種種限制，即使深入到腹地，觀測人員所采集的數據也非常有限。衛星遙感等空間對地觀測技術是獲取三極地區大范圍、長時間序列數據的有效手段。

我國獨立自主地發展了多種應用衛星，包括通信、氣象、資源、海洋、導航、環境與災害監測、天文、空間探測衛星和其他科學與技術試驗衛星，衛星數量和種類大大增加，衛星的性能和質量也在提高。然而，目前國際上尚無專門針對三極地區地表覆蓋以冰雪為主這一特點而設計的對地觀測衛星，現有的遙感衛星及其星座存在極地觀測時效性較差、時間序列缺失、觀測精度有限、指標設計不完善等問題，難以兼顧時空分辨率、快速響應和提取關鍵變量等科研和業務方面的需求。目前，我國已有的資源三號、高分三號、風云系列等衛星能為三極區域提供有限但寶貴的遙感數據，但仍缺少自主研發的支持三極地區環境與氣候連續遙感監測的衛星系統。

發展三極天基觀測正當其時

“我國當前亟須開展三極科學實驗衛星計劃，加強基于我國國產衛星的三極天基觀測系統建設，完善各種可相互協同、互相彌補的全球對地觀測系統，準確有效、快速及時地提供多種空間分辨率、時間分辨率的三極對地觀測數據產品，為解決三極地區科學問題和服務三極可持續發展提供重要支撐。”程曉強調。

三極天基觀測系統主要由科學實驗衛星群、地面接收站網、地面定標系統和地面應用系統等幾部分組成。程曉表示，三極天基觀測系統建成后，能夠為我國極地和氣候變化科研提供關鍵科學數據和堅實科技保障，引領國際三極和全球變化研究。

與會專家期望，三極天基系統在分辨率和高程測量精度等方面更高;在重訪時間和響應時間上更快;在穿透性和對冰體內部探測能力方面更強，其觀測數據和產品可服務于三極地區的冰-雪-陸-海-氣系統觀測，推動實施三極氣候與環境的協同觀測和科學研究，助力我國主導的“三極環境與氣候變化”國際大科學計劃。

關鍵詞： 三極天基