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武汉专家自制激光雷达 探测出高空大气温度

2007-07-30 09:24
人在旅途20
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   每到晴天,武汉大学珞珈山上空总会出现一束神秘的激光。这束神秘的激光是武汉专家研制的激光雷达所发出的。在大树掩映下的一栋三层白色小楼里,长江学者易帆及其团队用自制的设备,率先完整地获得了我国高空100公里以内区域的第一手大气温度资料。因其取得的显著成绩,武大大气遥感国家野外观测研究站近日获科技部批准新建。

  大气温度、密度和风场是“高空气象”的三大关键参数。专家介绍,这一资料的获得,让一直深不可测的“高空气象”初露端倪。

  因在地面上布设了100多个天气雷达,我国气象专家基本掌握了空中10公里以下的低空气象,飞机所到之处遭遇到的风、雨、雷电等变化因此被悉数掌握。但更高的“高空气象”如何,因气象专家长期缺乏大型骨干探测设备,而成为鞭长莫及的研究盲区,从而影响到火箭、卫星等的精确发射。

  上世纪90年代,易帆博士毕业后出国,发现国内的理论研究并不逊色于人,差就差在实验设备上。不借助大型骨干探测设备,仅靠纸和笔是难以“想象”出“高空气象”的。正像美国因为拥有有史以来最大、最精确的天文望远镜——哈勃望远镜,才有可能为世界打开观察宇宙的窗户。

  易帆一直从事空间物理理论研究。意识到差距所在,他回国后便带领他的团队转而主攻实际应用领域的探测技术,最适合探测大气的激光雷达成为问题的突破口。

  据介绍,激光的发射波长为纳米量级,容易与被探测物发生反应并产生多种散射回波;地面通过接收散射光,就可探测到大气中的温度、密度以及其他微量成分。此前,大气探测所用的无线电雷达发出的波长太大,难以与被探测物发生反应。

  2003年,易帆带领的研究小组成功研制出当时亚洲第一台、世界第三台可进行常规观测的铁共振荧光激光雷达。利用它,他们首次得到了我国上空30公里—80公里的大气密度和温度资料。

  随后,他们继续研制出激光雷达,得到了80公里—100公里范围的大气温度。去年,他们再次研制出新型激光雷达,探测出了3公里—30公里大气的密度和温度。

  通过几年努力,易帆带领的团队得到了空中3公里—100公里范围的完整大气温度剖面。据悉,这一区域连续的大气温度数据在国外杂志上至今未见公开报道。

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