毛克彪：基於大數據和萬有引力空間氣候變化模型研究開拓者

　　毛克彪，博士，中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所研究員（青年一級人才），湖南科技大學兼職教授，安徽農業大學客座教授。主持或作為核心成員參與各類國家重大、重點等科研項目近20項。在國內外期刊和國際會議發表論文100余篇，專著1部，獲得國家發明專利6項，國際發明專利3項。2016年5月被授予“全國優秀科技工作者”稱號。研究成果被相關部門採納，並參與獲得2項國家科技進步二等獎，2項北京市科技進步三等獎。毛克彪是一位在學術界研究思維非常活躍的學者，在遙感和電腦等七個專業學習過，研究思路開闊，不拘一格。

　　近年來，毛克彪研究當前氣候變化預測存在的問題，提出了建立基於大數據和萬有引力空間氣候變化模型思想。他認為地球每天的天氣變化是由於各個星體軌道變化導致地球的引力場和磁場每時每刻都在變化，高速自轉和公轉的地球每時每刻都在做自我調整從而達到動態平衡，從而引起地球系統每天水迴圈（包括大氣水汽、降雨和洋流）和地球內部（岩漿）等變化，形成了每天不一樣的天氣，氣候週期變化是由於各個星體都在做週期運動。太陽和其他星體也是在運動的過程中由於各星體引力和磁場大小及方向變化做即時自我調整，比如太陽每天的輻射變化和黑子週期的變化與地球的每天天氣和氣候變化是相似的，引力大小和方向變化控制太陽的輻射變化。地球每天的天氣（氣象）和長時間的氣候變化都是一種天文現象，極端天氣是由對地球作用的天體引力方向突然改變引起的。人類在地球系統內部的作用是非常小的，特別是人類排放産生的二氧化碳對氣候變化影響非常小，只是一個微調作用。他提出以大數據思維建立終極氣候變化模型：以開普勒三定律和萬有引力定律為基礎，建立一個乙太陽或者銀河系為中心的引力和磁場變化模型，模擬在行星運動過程中，磁場和引力方向變化以及太陽輻射變化怎樣驅動地球大氣水汽（雲）、洋流運動和岩漿運動等、從而引起每天不同的天氣變化，特別是模擬引力場和磁場方向突變引起地震和火山噴發，從而更加準確地預報重大自然災害。由於星體運作週期長，人類缺乏觀測數據和觀測技術，可以利用地球極端氣候週期變化反推天體運動規律和發現新的天體，用大數據思維建立複雜氣候變化模型是未來氣候變化研究的趨勢。

　　溫度和水分是農業資源與環境中監測的重要參數，也是表徵地球各圈層（岩石圈、水圈、大氣圈和生物圈）之間能量傳輸的一個重要的物理量，地面溫度和水分（包括地表和近地表）是研究地表和大氣之間物質和能量交換、全球海洋環流、氣候變化異常等方面不可或缺的重要參數，涉及眾多基礎學科和重大應用領域。毛克彪從事水熱參數遙感反演近20年，主要取得了以下四方面的成果：（1）通過利用同極化不同頻率微波指數克服粗糙度的影響，建立了標準極化微波指數模型，提高了土壤水分反演精度；發明瞭一套利用GPS地面反射信號估算土壤水分的儀器和方法，填補了國內地面高空估算大面積土壤水分微波儀器的空白；提出利用卡曼濾波迭代優化方法估算窄波段、寬波段發射率及大氣水汽含量，提高了反演精度；（2）首次提出利用先驗知識和人工智慧方法直接從遙感數據大面積估算近地表空氣溫度反演方法，提高了空氣溫度反演的精度和時效性；（3）在晴空條件下，通過利用近紅外波段估算大氣水汽含量，克服了以往演算法需要從氣象站點獲得水汽的困難，提出了地表溫度和發射率分步反演的新劈窗演算法，簡化了反演過程，提高了反演精度；針對多熱紅外波段數據，通過建立鄰近波段發射率之間的關係，克服方程不足的困難，提出了同時反演地表溫度和發射率的多波段反演演算法，並利用神經網路進行優化計算，大大提高了反演精度和演算法適用性；（4）提出了全天候的被動微波數據的地表溫度反演方法，解決了有雲情況下熱紅外無法準確反演地表溫度的難題。10余個水熱參數遙感反演演算法分別發表在國際IEEE和JGR等刊物上，反演精度得到國際同行認可。

　　研究成果發表在國內外刊物上，並分別獲得國家和國際發明專利，在國內外學術界有較大影響，特別是在2008年中國南方大雪冰凍災害監測中，由於雪情複雜導致常規監測演算法失效。在國內各個國家自然災害監測中心無法獲得地面雪災資訊情況下，毛克彪綜合利用自己提出的演算法作出的災情圖件提交到了國務院和農業部等相關部門，為遙感界爭得了榮譽，凸顯了遙感在大尺度災害監測中的作用。在出版一部專著後，李小文院士再次推薦他為研究生寫一本參考教材，並再次肯定研究成果在國家重大自然災害中的應用貢獻。上述主要研究成果被中國農業科學院農業部重點實驗室和呼倫貝爾草原生態系統國家野外科學觀測研究站採納並作為業務監測演算法，在國家重大自然災害監測中發揮了重大作用，參與成功申報2項國家科技進步二等獎，2項北京市科技進步三等獎。（楊建）