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超级“激光剑”:剑指大气的深层奥秘—新闻—

发布时间:2017-12-03 阅读:

  超级“激光剑”:深度的神秘之剑指的是气氛 - 新闻 - 科技网

  9月8日晚,在中国科学院大气物理研究所院内的一个容器形状的容器内,发现了三颗绿色激光。就像科幻电影“星球大战”中的激光剑一样,它们通常指向天空。

  但是,这不是绝地武士的武器。这是科学家解决大气之谜的新手段。世界上第一个由大气物理研究所(APSOS)独立开发的全(中性)多分量多分量大型综合地面探测系统。

  为了解开气氛的奥秘添加一个新的钥匙

  雷雨,台风,暴雨,2017年今年夏天,极端天气的频繁发生,悄然影响着人们的工作和生活。

  然而,在过去的一个世纪里,气候变化研究越来越依赖于基于数值模拟和数值预测的全球长期监测大气结构,组成,过程和变化。要了解气候变化的成因,重要的是要继续保持和发展上述的大气探测系统。

  据APSOS首席科学家,中国科学院院士吕达仁告诉“中国科学报”,科学家长期以来一直采用自动站网,遥感等大气探测手段进行探测,但目前还没有一套科学的设备可以在整个垂直方向取得性别)大气的主要元素获得更高的垂直分辨率和高时间分辨率的更全面的长期连续观测。

  大气科学的发展包括对空间科学的理解。自从60年来,世界上许多国家都在卫星上做了很多工作。然而,没有一个高分辨率的单一点同时观察多个大气成分。吕达仁说。这对了解气候和环境变化的大气机制至关重要。

  由5个激光雷达,1个毫米波雷达,1个太赫兹辐射光谱仪和组合望远镜组成的APSOS,为探索全球气候变化原理的科学家们增加了对工具箱的长期连续观测。新的多因子工具气氛。

  切断气氛

  在外观上,由4个1.2米直径的镜像镜组成的组合望远镜占据了APSOS系统的中心,而用于检测不同元素的遮蔽物被星星包围。这套辐射系统,将主被动遥感,大气温湿度变化,空气污染,大气运动等深度切割要素相结合。

  据专家介绍,从避难所发射的激光,微波和太赫兹遥感信号与大气中的不同物质相互作用。散射的光信号被光学望远镜接收并由光电探测器转换成电信号。基于不同的激光雷达原理,通过对接收到的信号进行处理,可以得到不同检测物质的含量,利用多普勒效应也可以得到大气温度和风场信息。

  最终,科学家感兴趣的大气元素在APSOS综合数据分析和可视化平台上作为研究用户可以直接应用的产品展示出来。

  中科院大气物理研究所助理研究员王一男表示,搭建了基础框架的可视化平台,每5秒钟同时更新一个数据,实现系统运行的远程控制。

  该系统的目的是将多个垂直观测装置放置在地面上,并测量大气成分从地表到100公里高度的垂直分布和时间变化。吕达仁说。

  包裹地球的大气按高度可分为对流层,平流层,中层,热层和逸出层。由于太阳辐射,高温,大量的电离气体分子或原子,具有导电性能,它也被称为电离层的热层的大气层。科学家称热层下面的不带电荷的大气层位于地面中性气氛以上约100公里至800公里之间,这也是APSOS系统的范围。

  中国科学院大气物理研究所潘伟林研究员以气溶胶检测为例,表示在全中性层的范围内,激光器每秒发射30个脉冲,形成大气距离分辨率,每隔大气层切割一次30米以获得精确的大气气溶胶信息。

  当一个方向有足够的元素和足够高的分辨率时,相当于知道形成大气的物理元素和空气动力学元素。吕大仁强调,这样的数据积累对大气研究至关重要。

  站得更高,看得更远

  在现场演示中,APSOS系统得到国内同行的一致认可,并在示范后4300米的高度上到达西藏羊八井国际宇宙线天文台。

  西藏是中国全球气候变化研究的重点,高原有机会探测到更多的大气成分,更好地反映了设备的科学价值和数据价值,吕达仁说。

  然而,这样一种先进的仪器在西藏长期稳定的运行中仍然有一些挑战。

  潘卫林在气雾剂仓库中向记者指出,在高原冷却设备上工作时,激光维护将是西藏设备在运行期间所关心的问题。

  最大的问题是激光,为了获得好的信号,激光是最高的配置,技术要求比较高。潘玉林说。不过,她表示,如果维护得当,激光仍可维持七八年。

  尽管激光雷达白天不能工作,雷电系统只能达到一个大气探测点,但它具有长期不断探索大气深层多元素的长期持续探索和充满期待的专家的发展。

  吕大人希望今后能有更多的这样的设备创造更多的探索点,可以深入分析大气信息,为国内外相关研究提供更详细的资料。

  我们希望继续在淮南发展一套,我们的信息将发布给国内外的科学家。我们欢迎科学家们一起做观察和实验。这是我们的承诺和我们的愿望。吕达仁说。

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