近日，我青年教师刘宝剑在南极冰盖微波遥感观测领域取得新进展，相关成果以“Antarctic Surface Melt Mapping Using Tianmu-1 GNSS-R Observations”为标题发表在国际遥感领域权威期刊Remote Sensing of Environment。
南极冰川雪融化会影响冰盖稳定性，进而威胁全球气候和海平面。半个世纪以来，南极地区冰川雪融化检测最主要依赖SSMI、AMSR、SMOS等系列被动微波辐射计，但被动微波辐射计仅能在25-60公里分辨率网格上提供逐日积雪日融化产品。星载GNSS-R是一种新兴外源助动遥感技术，但在过去十年，GNSS-R在南极内陆地区受限于数据数量少、质量差，尚未有研究讨论如何检测南极冰盖表面融化。近期发射的国产“天目”GNSS-R星座，提供了高质量、高丰度的GNSS-R观测，为冰冻圈新应用的探索提供了可能。
研究利用天目星座前十颗卫星，开发了一套“质量控制-融化检测”的融化检测工作流。首先，将星座的十颗卫星，四个GNSS系统进行交叉定标，质量控制去除异常；再使用动态阈值算法检测融化，提供全南极10天，5公里分辨率的融化产品。研究在麦克默多冰架、乔治六世冰架等区域，将结果和光学观测、被动微波辐射计、机载穿冰雷达、合成孔径雷达等数据进行了交叉对比。
研究成果强调了天目GNSS-R的独特优势区间，其重访频率低于微波辐射计，空间分辨率高于辐射计，在时空网格上形成了互补。GNSS-R对弱融化敏感性较低，严重融化时才开始生效，可以和“高灵敏，低饱和”的被动微波辐射计有效互补。当表面融化已经形成融池时，GNSS-R极其灵敏，并且灵敏度能保持到冻结季，可以穿透表层薄冰观测液态水，在威尔金斯冰架等区域，在表层冻结一个月后仍然能够观测到埋藏湖。
研究工作充分发挥国产卫星优势，首次利用星载GNSS-R技术检测南极冰川融化，为未来潜在的GNSS-R的融化产品以及其他内陆冰盖应用提供了先行案例和科技支持。
我院青年教师刘宝剑为论文第一作者和通讯作者，研究工作得到了国家自然科学基金（42301407）的资助。
论文链接http://doi.org/10.1016/j.rse.2026.115516