黑科技“激光笔”探测大气变化

文章来源: 人气:501 发表时间:2018-01-06

近日,安徽淮南大气科学研究院进行现场演示。夜晚,一束束绿色、黄色的激光射向天空,仿佛一支超级“激光笔”,探照大气中温室气体和污染气体的时空变化。调试完成后,该系统将被运往海拔4300米的西藏羊八井国际宇宙线观测站,长期开展青藏高原大气观测研究。

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  为探知大气圈内无穷变化的奥秘,2012年,国家自然科学基金委首批资助的国家重大科研仪器设备研制专项--多波段多大气成分主被动综合探测系统(简称APSOS)正式启动。

  近日,该系统在安徽淮南大气科学研究院进行现场演示。夜晚,一束束绿色、黄色的激光射向天空,仿佛一支超级“激光笔”,探照大气中温室气体和污染气体的时空变化。调试完成后,该系统将被运往海拔4300米的西藏羊八井国际宇宙线观测站,长期开展青藏高原大气观测研究。

  研究中性大气层

  可揭秘气候环境变化

  过去,大气科学的进展分别基于基础物理规律与数学方法,以计算机与数值方法为技术手段的数值模拟与数值预测,在很大程度上依靠对大气层结构、成分、过程与变化的全球性长期监测,其中包括以自动气象站网为代表的直接探测和以雷达、卫星为代表的遥感探测。

  然而,地球系统科学研究除了依靠已有的卫星观测与地基站网观测外,还存在着一个重要方面的迫切需求,即能够实现在垂直方向上、针对中性大气层的主要要素,获取较全面的高垂直分辨率和高时间分辨率的连续观测资料。

 

  其中,激光雷达作为主动式光学遥感探测设备,通过向大气中发射激光,激光光束与大气不同物质发生相互作用,散射回来的光信号由4块1.2米直径镜面拼接的光学望远镜接收,再被光电探测器转化为电信号,具有高时空分辨率和高探测精度等优点。被动遥感设备是一台超导辐射波谱仪,用于探测中间层大气中的水汽、臭氧等温室气体的含量。具有很强的大气穿透能力,能够探测到更遥远的目标。

  “APSOS系统采用主、被动遥感相结合的方式,涵盖从紫外到红外、从太赫兹到毫米波的多波段探测技术,其总体构想在国际上尚属首次,整套系统的核心技术单元均采用国际前沿技术,实现对多大气成分和多大气要素的高精度测量。”潘蔚琳说。

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