日前,記者從中國科學院武漢物理與數學所獲悉,用于探測太陽劇烈活動與空間災害天氣的“雙波長高空探測激光雷達”已研制成功,并于近日通過專家驗收。初步試運行結果表明,這一具有自主知識產權的新工具將成為我國中高層大氣探測研究更為有效的手段。
“雙波長高空探測激光雷達研制”為國家“973”項目“太陽劇烈活動與空間災害天氣”中的設備專項研制之一。武漢物理與數學所在已研制成功的瑞利散射(30~70公里)和鈉層熒光(80~110公里)兩種激光雷達的基礎上,通過攻關解決關鍵技術及將原有技術升級改造成一種雙波長高空激光雷達,實現對30~110公里中高層大氣和低電離層段的同時、連通性探測。
據專家介紹,大氣和空間科學是一門以觀測為基礎的科學,其中探測技術的發展具有重要意義,但在30~110公里范圍中高層大氣和低電離層探測技術的發展一直較為薄弱。對原位探測而言,這一層段對氣球探空顯得太高,對衛星探測又顯得太低;對遙感探測而言,這一層段對地面的無線電遙感大多屬于盲區,而衛星從上向下的被動光學遙感又存在分辨率和精確度方面的缺點。于是,火箭探空似乎是唯一的選擇,但從成本等因素考慮,這顯然不是一種常規探測手段,而激光雷達的出現提供了一種較為有效的解決方案。
此外,中高層大氣和低電離層是“日-地”關系鏈中的重要環節。太陽活動對中高層大氣和低電離層中的許多物理、化學和動力學過程,以及與其相鄰的上下層次之間的相互作用過程都有重要影響。因此,研究中高層大氣和低電離層的各種特性具有很高學術價值。而隨著人類活動向更高空間的擴展,特別是航空和航天飛行技術的發展,更系統了解中高層大氣和低電離層的信息顯得尤為迫切。
專家組認為,“雙波長高空探測激光雷達”研制中解決了二次倍頻余光復用、雙光纖焦面分光、高空收發整機聯調等關鍵技術,從而將瑞利散射和鈉層熒光兩種機制融入一臺激光雷達中,在國際上首次實現了兩段高度的同時探測,擴展了探測范圍。 |