激光雷達項目負責人、中國極地研究中心研究員黃文濤21日向科技日報記者透露,國內首臺采用原子濾光器的窄帶鈉熒光多普勒激光雷達,已在南極中山站順利完成安裝和調試,這將為研究極隙區中高層大氣對太陽風粒子注入的響應以及與全球大氣環流相互作用等科學問題提供寶貴的觀測數據。
黃文濤說,中山站所在的極隙區緯度位置獨特,是太陽風能量和粒子能直接進入地球空間的重要窗口,電離層與中性大氣耦合最為緊密,是開展極區高空大氣物理現象研究的理想場所。該地區中高層大氣的觀測數據對理解和預測大氣層的活動和變化至關重要,此前相關觀測為空白。
早年我國曾在中山站布署過一套相對簡單的激光雷達,但受設備觀測能力和工作環境所限,沒有取得令人滿意的成果。此次布設的雷達結構復雜,調試又在極晝環境下進行,雖然原子濾光器將太陽背景噪音壓制了幾萬倍,強背景下調試難度仍然很大。
據了解,在天空晴好、無大片云層遮擋時,該雷達可24小時晝夜連續觀測,獲取極隙區中高層大氣溫度和風場觀測一手數據。
目前美國擁有三臺類似激光雷達,但布設在南極麥克默多站的雷達由于只配備了垂直方向的發射接收系統,不能測水平風。“在南極,我們的雷達觀測水準是最高的。”黃文濤說。
該項目得到了科技部國家重點研發計劃支持,由中國極地研究中心、中國科學院武漢物理與數學研究所等團隊負責實施。黃文濤同時提到,雷達的一些關鍵設備如激光器、光電倍增管還依賴進口,我國需加大這方面技術研發。科技日報記者 陳瑜
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