勇挑重擔，成果突出
2008年中國南方大雪冰凍災害監(jiān)測中，由于雪情復雜導致常規(guī)監(jiān)測算法失效。在國內(nèi)各個國家自然災害監(jiān)測中心無法獲得地面雪災信息情況下，毛克彪研究員應(yīng)遙感地理學家、中國科學院院士李小文的邀請，參加冰雪災害監(jiān)測工作。他綜合利用自己提出的算法作出的災情圖件提交到了國務(wù)院和農(nóng)業(yè)部等相關(guān)部門，得到了國家遙感中心領(lǐng)導和李小文院士的高度贊揚，為遙感界爭得了榮譽，為救災提供了有力的支撐信息，凸顯了遙感在大尺度災害監(jiān)測中的作用。
2016年5月毛克彪研究員被授予“全國優(yōu)秀科技工作者”稱號，以表彰他在水熱關(guān)鍵農(nóng)業(yè)氣象災害參數(shù)和提出新的氣象變化模型理論思想等取得的一系列卓著成績：
（1）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(fā)射率分步反演的新劈窗算法，簡化了反演過程，提高了反演精度；針對多熱紅外波段數(shù)據(jù)，通過建立鄰近波段發(fā)射率之間的關(guān)系，克服方程不足的困難，提出了同時反演地表溫度和發(fā)射率的多波段反演算法，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化計算，大大提高了反演精度和算法適用性；
（2）首次提出利用先驗知識和人工智能方法直接從遙感數(shù)據(jù)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）通過利用同極化不同頻率微波指數(shù)克服粗糙度的影響，建立了標準極化微波指數(shù)模型，提高了土壤水分反演精度；發(fā)明了一套利用GPS地面反射信號估算土壤水分的儀器和方法，填補了國內(nèi)陸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(yōu)化方法估算窄波段、寬波段發(fā)射率及大氣水汽含量，提高了反演精度；
（4）提出了全天候的被動微波數(shù)據(jù)的地表溫度反演方法，解決了有云情況下熱紅外無法準確反演地表溫度的難題；
（5）通過對全球數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)近年來大氣水汽呈減少趨勢，發(fā)現(xiàn)全球北高緯植被和水汽同時增加，赤道地區(qū)植被和水汽同時減少，從而首次得出全球水汽分布對植被大時空分布方面是起主要決定性作用因素之一的結(jié)論；
（6）通過對全球溫度，二氧化碳，植被和水汽數(shù)據(jù)分析首次提出地球的溫度是由地球在太陽系中的軌道能級位置決定的結(jié)論；地球上生態(tài)系統(tǒng)（植被物種分布）大的時空分布受大氣水汽時空分布影響很大，同時也是由天體運行軌道位置決定的結(jié)論；并在此基礎(chǔ)上首次提出了基于萬有引力的大尺度時空氣候變化和生態(tài)系統(tǒng)模型思想。
以大數(shù)據(jù)思維，建立終極氣候變化模型
針對近年來大部分科學家認為人類燃燒礦物燃料及毀林等導致大氣中溫室氣體濃度增加、硫化物氣溶膠濃度變化和土地利用變化等引起地球氣候變暖，毛克彪認為這些都不是氣候變化的主因。他提出氣候變化研究分成系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)外兩個層次研究，第一個層次研究是指以地球系統(tǒng)為核心的系統(tǒng)內(nèi)研究，比如現(xiàn)在的氣候變化、水循環(huán)和碳循環(huán)等研究，以及提出來的低碳經(jīng)濟發(fā)展模式等等；另外一個層次是考慮其它行星軌道變化導致與地球之間的引力場和磁場變化，從而引起地球系統(tǒng)水循環(huán)（包括大氣水汽，降雨和洋流等等）和地球內(nèi)部巖漿運動異常的系統(tǒng)外研究。從某種程度上講，系統(tǒng)外的變化決定系統(tǒng)內(nèi)的變化。由于星球之間的距離變化導致引力場和磁場變化，從而進一步導致地球在太陽系中所處的能級軌道發(fā)生變化。地球的勢能和動能發(fā)生變化，會通過改變地球內(nèi)部能量的釋放引起海水溫度的變化，比如“厄爾尼諾”和“拉尼娜現(xiàn)象”就是海水溫度周期變化引起的。這是地球外的其它星體周期運動導致引力場或者磁場周期性地發(fā)生變化導致的，這種微小的變化對地球的水循環(huán)影響很大，會引起臺風和颶風等自然災害。目前科學家做的絕大數(shù)研究是系統(tǒng)內(nèi)研究，但系統(tǒng)外的研究更重要。地球的磁場變化是由其本身在天體中運行的軌道所決定的，如果把太陽比做原子核，那么地球只是圍繞太陽轉(zhuǎn)的一個的電子。極端氣候變化事件很可能是由于其它行星或者天體靠近或者遠離導致磁場和引力場發(fā)生變化引起的，特別是那些突然受某種外力作用，比如彗星等星體脫離原來的運行軌道，或者由于運行軌道所需要的能量進行能級躍遷釋放或吸收能量等。地球上的各種物質(zhì)和密度都不一樣，引力和磁場變化引起地球系統(tǒng)局部變化不一致。特別是磁場或者引力場變化驅(qū)動云和大氣中水汽，洋流以及地殼巖漿異常運動，破壞平衡導致發(fā)生自然災害（比如臺風和大范圍降雪以及地震等）。
毛克彪通過對太陽系星體運行軌道（如下圖所示）和全球遙感等數(shù)據(jù)證明：地球溫度變化主要是由地球在太陽系和銀河系中的軌道位置所處能級決定，地球內(nèi)部能夠自我調(diào)節(jié)溫度，人類對地球溫度變化影響不大，特別是二氧化碳的排放對地球溫度的影響只是起到擾動或微調(diào)作用。他舉了一個簡單證明就是地球一天二十四小時溫度變化是由地球自轉(zhuǎn)決定的，每年春夏秋冬溫度四季變化是地球繞太陽公轉(zhuǎn)決定的，更長周期的溫度變化是由太陽和其它星體公轉(zhuǎn)決定，二氧化碳對地球溫度變化幾乎沒有影響。
毛克彪認為未來大的時空氣候變化和生態(tài)系統(tǒng)模型研究需要地理學家、氣候?qū)W家和天體物理學家，地球物理學家以及其它不同學科科研工作者大力合作才能弄明白這些問題，建立一系列基于大數(shù)據(jù)的綜合性模型，以期為人類服務(wù)。
（本文引自《科技文摘報》）
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