南极、北极和青藏高原地区，是地球上的三个寒极，被统称为"三极"。三极是全球气候变化的指示器与放大器，是影响全球气候与环境变化的关键区和敏感区，也直接关系到我国参与国际气候变化谈判、极地共建共治共享以及青藏高原地区的可持续发展与资源利用等。
5月16日，香山科学会议第653次学术讨论会聚焦三极天基观测的前沿关键问题。科技日报记者从会上了解到，虽然卫星遥感技术的快速发展逐步增强了人们对三极地区的了解，但是三极地区的卫星，特别是通过我国国产卫星的观测亟待加强。
现有观测卫星无法满足三极科学需求
全球变暖背景下，三极地区冰盖、冰川、冻土和海冰正在快速退缩，由此引发了一系列气候、环境和生态问题，如极端天气与气候事件频发、海平面上升、极地生态系统变化等。
"虽然三极地区对全球气候系统产生如此重要的影响，但至今三极地区对气候系统影响的联动机制仍不明确。"中山大学测绘科学与技术学院院长程晓教授在报告时指出。
由于三极特殊的地理位置以及严峻的气候环境，野外实地考察受到种种限制，即使深入到腹地，观测人员所采集的数据也非常有限。卫星遥感等空间对地观测技术是获取三极地区大范围、长时间序列数据的有效手段。
我国独立自主地发展了多种应用卫星，包括通信、气象、资源、海洋、导航、环境与灾害监测、天文、空间探测卫星和其他科学与技术试验卫星，卫星数量和种类大大增加，卫星的性能和质量也在提高。然而，目前国际上尚无专门针对三极地区地表覆盖以冰雪为主这一特点而设计的对地观测卫星，现有的遥感卫星及其星座存在极地观测时效性较差、时间序列缺失、观测精度有限、指标设计不完善等问题，难以兼顾时空分辨率、快速响应和提取关键变量等科研和业务方面的需求。目前，我国已有的资源三号、高分三号、风云系列等卫星能为三极区域提供有限但宝贵的遥感数据，但仍缺少自主研发的支持三极地区环境与气候连续遥感监测的卫星系统。
发展三极天基观测正当其时
"我国当前亟须开展三极科学实验卫星计划，加强基于我国国产卫星的三极天基观测系统建设，完善各种可相互协同、互相弥补的全球对地观测系统，准确有效、快速及时地提供多种空间分辨率、时间分辨率的三极对地观测数据产品，为解决三极地区科学问题和服务三极可持续发展提供重要支撑。"程晓强调。
三极天基观测系统主要由科学实验卫星群、地面接收站网、地面定标系统和地面应用系统等几部分组成。程晓表示，三极天基观测系统建成后，能够为我国极地和气候变化科研提供关键科学数据和坚实科技保障，引领国际三极和全球变化研究。
与会专家期望，三极天基系统在分辨率和高程测量精度等方面更高；在重访时间和响应时间上更快；在穿透性和对冰体内部探测能力方面更强，其观测数据和产品可服务于三极地区的冰-雪-陆-海-气系统观测，推动实施三极气候与环境的协同观测和科学研究，助力我国主导的"三极环境与气候变化"国际大科学计划。
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