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超级激光“眼” 看透全大气层

超级激光“眼” 看破全大年夜气层

本报记者陆成宽

“在此之前,天下上并没有对付大年夜气层经久的、持续的、全大年夜气层的、高分辨率的不雅测。” 9月9日,“多波段多大年夜气因素主被动综合探测系统”项目首席科学家-中国科学院大年夜气物理钻研所吕达仁院士在项目现场演示与专家咨询会议上说。记者从会上获悉,多波段多大年夜气因素主被动综合探测系统是我国自立研制的举世首套全(中性)大年夜气层(覆盖从近地面、对流层、平流层、中心层、不停到低热层)多因素、多要素的大年夜型地基综合探测系统。

据懂得,多波段多大年夜气因素主被动综合探测系统(Atmospheric Profiling Synthetic Observation System,简称APSOS)是国家自然科学基金委首批资助的国家重大年夜科研仪器设备研制专项之一。项目于2012年正式启动,由中国科学院大年夜气物理钻研所牵头,联合海内其他6家科研单位,成功研制了APSOS系统。使用天下领先水平的激光、微波和太赫兹遥感探测技巧,APSOS系统不只能够得到大年夜气温度、湿度、风场和云层散播等多种景象要素,而且能够实时监测温室气体和污染气体的时空变更。

揭秘气候情况变更

众所周知,地球周围有一层很厚的大年夜气层。大年夜气层按高度分为对流层(距地约10~20公里)、平流层(距地约20~50公里)、中心层(距地约50~85公里)、热层(距地约100~800公里)和逃逸层。热层的大年夜气因受太阳辐射,温度较高,气体分子或原子大年夜量电离,能导电,故又称为电离层。我们把热层以下这些不带电的大年夜气层称为中性大年夜气层,APSOS系统便是环抱中性大年夜气层来进行探测的。

以前几十年以来,大年夜气探测技巧在多方面已经有了长足的成长,国内外科学技巧界经由过程不合的前沿技巧实现了对大年夜气层的探测,并据此孕育发生了不少紧张的科学成果。研制APSOS系统的科学目标是为了得到同一垂直气柱内的大年夜气多要素的同时变更特性,以实现对大年夜气垂直布局、运动变更与因素运送的钻研。

关于APSOS系统,普通来讲,便是将多台不雅测设备放置在同一台站,对天顶偏向同一区域的大年夜气进行同步不雅测,经由过程对不雅测数据的阐发处置惩罚来获取该区域大年夜气的散播特性;以高时空分辨率来“捕捉”一些瞬变历程,来理解和熟识大年夜气的运动历程;以经久不雅测资料来理解全大年夜气层对太阳活动和地表人类活动的相应,例如,举世变暖中的低层大年夜气变暖和高层大年夜气变冷征象。

该系统的特色在于对全(中性)大年夜气层多因素和多要素资料的同步获取,这些包括了温度、风场、臭氧、二氧化碳、水汽、NO2、SO2、CO2、云和善溶胶,这些都在气候和情况变更中都扮演侧紧张角色。此中,气溶胶指的是大年夜气中的固态和液态悬浮颗粒物,例如,大年夜家所熟知的PM2.5就属于气溶胶的一种。

APSOS束装待发

该系统今朝已在安徽淮南大年夜气科学钻研院完成内地的联调事情,即将在海拔4300米的西藏羊八井国际宇宙线不雅测站周全建成并经久开展青藏高原大年夜气不雅测钻研。

对付APSOS系统,专家组在听取了项目组作的钻研进展陈诉请示,并进行了质询后,给出了专家组意见。专家组对项目组的仪器研制进展给予了肯定,意见指出项目组完成了各分系统在淮南等地的调试事情,包括:综合集成与反演验证平台及组合千里镜系统、5套激光雷达系统、太赫兹超导辐射波谱仪和W波段测云雷达,各系统均达到了项目计划书规定技巧指标。

同时,专家组也对系统在高原特殊运行情况下的适应性问题提出了建议,专家组表示,项目组要充分斟酌青藏高原的特殊运行情况,对系统进行优化,满意特殊情况运行前提,斟酌系统的高原情况适应性。

据懂得,APSOS系统的建成,不只能够大年夜幅提升我国在大年夜气情况探测方面的综合国力和技巧水平,还能够为大年夜气情况监测、景象灾难预告和空间安然保障等供给有代价的不雅测数据,有助于对大年夜气中新历程、新征象的发明和理解。同时,还可为我国自立研发星载大年夜气探测设备供给需要的技巧积累。

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