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APSOS获青藏高原首批科学数据 预计本月下旬进入试观测阶段

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作者: 赵越发布时间: 2017-10-09 13:17:37来源: 西藏商报

为进一步加深对青藏高原大气圈层的认识和理解,了解气候变化和人类活动对青藏高原地区乃至全球大气的影响,为区域大气环境监测和气象灾害预报提供重要的观测资料。9月底,多波段多大气成分主被动综合探测系统(简称APSOS)由安徽淮南经青藏线长途运输,历时6天抵达西藏羊八井。经过数日紧张的安装调试后,APSOS目前能“捕捉”到什么信息?能否如期恢复科学观测?带着这些疑问,记者采访了中国科学院大气物理研究所研究员潘蔚琳。

APSOS成功获得

在青藏高原的首批数据

10月2日,在安徽四创电子股份有限公司工程师和中国科学院大气物理研究所科研人员的共同努力下,APSOS系统中W波段测云雷达在羊八井完成调试,并成功获得该雷达在青藏高原的首批回波图。潘蔚琳介绍:“W波段测云雷达工作在3mm波段,是国内首台地基W波段测云雷达。由安徽四创电子股份有限公司负责研制,于2017年4月13日完成出厂验收,并于今年9月28日与APSOS系统一同进驻西藏羊八井宇宙线观测站。”在此之前,该雷达已在安徽淮南获得约940小时的科学观测数据。

目前,APSOS系统收获了大气中的云、气溶胶、温度和风场等垂直观测数据。与之前在内地获得的数据相比,在探测的时空分辨率和精度上基本相当。但是,由于羊八井位于人烟稀少的高原地区,海拔高度、空气稀薄和较少污染等多方面因素,减少了大气对激光能量的衰减作用,使得APSOS的探测能力较内地有一定程度的提高,能够达到更高的探测高度。此外,项目组还发现,高原地区云层分布以及云粒子形态与内地有所不同,接下来需要积累更多数据开展更为细致的分析研究。

一束幸运的“绿光”

标志着雷达已恢复工作

为什么选择在西藏羊八井呢?“卫星观测资料显示,夏季的青藏高原上空存在臭氧低谷。也就是说大气中的臭氧含量减少,这使得更多来自太阳的紫外辐射到达地面,对人体皮肤和动植物生长产生负面影响。”潘蔚琳进一步解释,数值模拟的结果表明,夏季的青藏高原是地面水汽和污染物通向全球平流层大气的主要通道。目前,青藏高原大气的地基观测资料还很缺乏,因此迫切需要开展对多种大气成分(包括臭氧、水汽和污染物等)的连续观测实验,获得其时空演变特征,才能够进一步加深我们对青藏高原大气圈层的认识和理解,了解气候变化和人类活动对青藏高原地区乃至全球大气的影响,为区域大气环境监测和气象灾害预报提供重要的观测资料,从而更好地保护世界上最后一片净土。

10月4日,正值中国传统佳节——中秋节。夜晚的羊八井气温已经低至0摄氏度以下,在皎洁的月光下,中国科学院大气物理研究所科研人员穿着棉衣顶着寒风工作,当晚9时许,羊八井上空出现了一道绿光,这正是气溶胶-云-水汽雷达发出的激光光束,意味着该雷达已能恢复工作。在短暂的兴奋过后,科研人员又投入了调试工作,希望气溶胶-云-水汽雷达能够达到最佳观测状态。

对组合望远镜进行调试

力争将其调试到最优状态

据介绍,APSOS系统的其他几台设备的恢复工作正在有序进行中,整套综合观测系统预计于本月下旬能够全面恢复,进入试观测阶段。“下一步的工作重点,是对组合望远镜进行调试。”潘蔚琳说道。

由于APSOS需要实现从近地面到110千米的垂直大气层的探测,因此,望远镜与激光光束在空间上必须严格匹配,任何机械抖动以及由于热胀冷缩效应引起的结构变化,都会直接影响到激光雷达的探测能力。这不仅要求每块镜面达到最优的光学接收效率,而且要求4块镜面的指向性保持严格一致。“对组合望远镜的调试耗时耗力,因为白天的背景光太强,所以只能选择寒冷的晴朗夜晚在室外进行调试,以避免云层变化对探测信号的影响。”潘蔚琳介绍,组合望远镜的调试对于整个项目至关重要,因此,科研人员现在正在不断克服技术难题,力争将组合望远镜调试到最优状态。

(责编: 郭爽)
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