激光·微波·大气探测

激光自问世以来已被广泛地应用于各个领域。在气象上,激光技术多半用于大气探测。1963年,美国气象工作者成功地研制出用于大气平流层探测的激光雷达;3年以后,我国也研制出红宝石激光雷达,并且从1970年开始,利用激光技术,卓有成效地开展了精确测量云高、遥测烟雾扩散和测量大气消光系数分布等工作.用激光探测大气,必须有产生激光的装置。激光雷达,作为雷达的光学对应物,是产生激光并探测大气的重要工具。激光的优点是高亮     

我国大气环境立体监测技术及应用

大气环境是一个十分复杂的动态系统,大气气溶胶及其气态前体物、大气成分及环境要素分布在从大气边界层、对流层到平流层的垂直空间里,具有显著的时间和空间变化特征以及典型的地理环境气候区域特征,影响着空气质量、气候变化.提高大气环境的监测技术水平,发展遥感观测手段,实现对大气环境的在线、快速、立体探测,对于了解大气中各种成分的动态变化过程、源汇机制以及其对环境、气候的影响等具有重要意义.近年来,日新月异的激光/波谱技术促进了大气立体监测技术的发展,以光学探测和光谱数据解析为核心的各种立体监测技术以高灵敏度、高分辨率、高选择性、多组分以及实时等优势在大气、环境、气象、空间、遥感以及军事领域得到了广泛的应用.通过光与大气中物质相互作用产生的吸收、散射、发射等过程,形成了多种探测技术,实现了对大气痕量气体、大气气溶胶、温室气体、大气风场、水汽、温度以及多种大气污染成分的快速、实时探测,并通过光波的遥感特性,在地基、车载、机载及星载多平台上对大气多种成分、大气参数进行多尺度的探测.     

SWT声雷达探测系统回波信号的变换与检测

声雷达在大气边界层探测中被广泛应用,但由于声波与大气相互作用的复杂性以及强噪声对微弱回波信号的干扰,使得研究声雷达探测方法并改进设计成为当前国际大气声遥感领域中的重要课题。 在我国研制的SWT测风测温声雷达探测系统中,采用PLTF方法提取强噪声背景中随机弱信号的Doppler频偏信号f_d,并采用V-F-BCD变换方法和模块化设计来提高频率分辨力与测风精度。     

苏北浅滩波浪传播速度的高频地波雷达探测

应用雷达波Doppler正频移与负频移信号联解波速和径向流速方法, 在2011年7月苏北浅滩高频地波雷达观测试验中实现潮间浅滩海面波浪传播速度的观测. 基于频移与波速两级数据质量控制后统计的苏北浅滩平均波速平面分布图, 可分辨出与潮间浅滩、水下岸坡和潮汐水道等浅滩地貌单元相关的波速分区格局. 同步检验表明： 雷达观测波速与现场观测水深的关系统计意义上遵循微幅波理论, 径向流速较大条件下的波速观测质量较好, 复杂地形所致双向波速不等现象导致波速观测质量降低, 高频地波雷达是潮间浅滩动态遥感监测的潜在工具.     

利用“交流斯塔克效应”实现激光冷却气体原子

激光冷却和捕陷气体原于是激光光谱学中极为重要的新课题。本文提出利用光频移效应实现激光辐射冷却气体原子的建议。光照射原子可引起能级移动,这个现象称为光频移效应或交流斯塔克效应。实验证明,在激光照射下,光频移可达数千兆赫芝,并且能级移动是准瞬时的。用一个具有三能级系统的原子为例来说明这个建议。用一个强脉冲激光照射原子,激光频率ν_((?)2)接近两激发态的共振频率。在激光场的作用下中间能级将向下移动△E_(?),从微扰理论给出能级的移动为:     

大气探测的几个问题

大气探测可以说是广义的气象观测。它不仅包括日常的气象观测,也不只包括气压、气温等天气动力因子的观察,而且还包括并非常规的、为预报以外的特殊要求而作的大气情况的测量,后者也是狭义的大气探测。大气探测的历史已很久,但有许多根本问题还需要研究探讨。例如要测什么,能测什么,如何测,如何用等等问题上,还有许多地方值得考虑和研究。大气作为一个研究对象,不仅是作为人类生活的直接环境,也是一种空间介质。日     

日间大气分光透射率及天空分光辐射亮度的测量

日间大气分光透射率及天空分光辐射亮度的测量,既是大气光学的基本内容,又是遥感和激光大气传输研究、目标与背景识别探测、环境大气光学条件(透明度和天空“蓝度”)评价、太阳能利用以及天文台选址等工作的重要课题。1982年3、4月份,我们在云南天文台(以下简称昆明)和北京天文台兴隆观测站(以下简称兴隆)作了各为几天的大气光度学项目的观测,得     

激光在大气传输中方向起伏规律的探讨

激光在湍流大气传输中,直接影响激光方向起伏的因素,主要是由于大气温度场的起伏而引起的大气折射率随机场的效应。 大气折射率起伏场的存在,使激光在大气中传输方向发生随机的变化,因而产生光束漂移、像点抖动等现象。     

中国空间站运行轨道上大气密度就位探测

我国空间站已经进入建造阶段,开启了载人航天新征程.根据我国空间站试验任务需求,自主设计研制了空间站核心舱大气密度多向探测器,探测获取空间站运行高度上大气密度的时空分布变化,为空间站的飞控管理、精密定位和分析服务,并积累长期自主探测数据,为地球空间中性环境物理模式和效应研究提供基础数据.本文主要介绍了探测器的探测目标、载荷配置、长寿命设计等情况,同时使用在轨探测初步结果进行了运行轨道上大气密度的变化特性分析,呈现出日侧和夜侧轨道圈上大气密度变化, 2021年9月11～14日和11月19～22日空间环境平静期日侧和夜侧的峰谷比在2～3之间; 2021年11月4日的较强地磁暴期间实测大气密度峰值增加至1.966倍,而模式值峰值增加至1.483倍,磁暴恢复期模式为6 h,而实测数据晚12 h; 2022年3月13日的磁暴事件期间,实测大气密度增加至1.424倍,模式值增加至1.250倍,大气密度全球抬升从南半球开始,扩展到北半球,与2021年11月4日扰动源位置相反;统计了2021～2022年期间6次磁暴事件,大气密度抬升比例与磁暴强度、持续时间呈正相关; 2021年12月11～31日空间环境...     

ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞模拟试验

文章以ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞制式为研究对象,通过在工程施工中进行室内外模拟试验,为ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞制式在实际施工中的应用与推广提供客观依据。     

NASA演示迄今最快行星际激光通讯

<正>由美国宇航局埃姆斯研究中心负责主管的"月球大气与尘埃环境探测器"(LADEE)上搭载了一台空间激光通信实验载荷,名为"月球激光通讯演示"(LLCD)。这台设备日前开始运行,向我们展示了在地球之外进行激光双向通讯是可行的,也让未来进行大量数据的星际激光传输成为可能。这项技术未来将     

ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞模拟试验

文章以ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞制式为研究对象,通过在工程施工中进行室内外模拟试验,为ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞制式在实际施工中的应用与推广提供客现依据.     

临近空间飞行平台青藏高原大气NOx原位观测实验

大气NO_x气体分析仪是中国科学院战略性先导科技专项“临近空间科学实验系统”“太阳风暴在临近空间环境的响应”任务的主载荷之一,是我国自主研发的原位探测临近空间大气NO_x的载荷,并已成功测量临近空间高空气球飞行路径NO、NO₂、NO_x混合比.分析仪基于可见-紫外光谱吸收法原理,用动态流导法将飞行路径上1×10³～1×10⁵Pa的自然大气压缩至8×10⁴～1×10⁵Pa,构建了长期稳定的常压工作环境,把商用氮氧化物光谱仪的适用范围从地表拓展到高空.2019和2020年夏季,中纬度青藏高原大柴旦地区开展的两次高空气球科学实验均搭载了大气NO_x气体分析仪,实现了对流层5 km到平流层30 km大气NO_x的原位测量,并获取了青藏高原上空NO、NO₂、NO_x混合比的科学探测数据.     

科技传真

宇航员从太空探测大气电离层 对大气电离层进行探测试验是目前在和平号上工作的俄罗斯宇航员阿法纳西耶夫、阿夫杰耶夫和法国宇航员恩耶尔最为重要的太空考察项目之一。电离层又称“电离圈”,是高空大气内具有电离现象的气层。在太阳光(主要是紫外线)的照射下,高空气体分子电离为正离子和自由电子后,大气内便形成了电子密度随高度而异的气层。50千米高度以上的大气电离     

声雷达探测中的一个问题

声雷达是探测大气边界层的一个重要手段。利用它可以取得风、温度、湍流统计特性廓线等许多重要的大气边界层参数。目前,在分析声雷达探测资料中,普遍采用下列声雷达方程     

大气外巡天观测

利用航天器在宇宙空间进行天文观测,可克服地球大气对天体辐射的干扰和阻挡,对天体进行“全波”观测.通过卫星姿态控制,可使卫星上的探测仪器对准太阳作空间太阳观测,或使仪器按预定方式扫描天空作大气外巡天观测.早在本世纪四十年代,人们就已利用气球、火箭获得空间太阳观测的初步成果;人造卫星上天后,利用卫星、深空探测器和“天空实验室”     

激光用于暴风预告

一些欧洲的企业公司集团目前正着手研制一种能预报出象去年10月曾袭击过英国东南部的那种暴风的激光.这种激光源将被装置在绕地球运转的人造卫星上,它可以很早就探测出那类可能发展成飓风的风型. 去年12月,欧洲空间委员会对两项涉及发展这种激光的公司进行了奖励,其中一家公司是由英国电子公司领导,将研制一种CO_2激光,而另一家公司将研制一种能在较短波长下工作的激光. 据英国电子公司的市场销售部门的总经理约翰·欧科勒透露,可以采用两种激光技术进行气象预报,因而欧洲空间委员会将授权这两大公司集团一道进行这种研究,以确定那一种激光技术更适宜于从空间发射以监测风型的变化.     

天文学家发现宇宙激光

天文学家发现宇宙激光配置在一个改装过的军用载重飞机上的红外线望远镜已准确测定了天鹅座发射的自然激光，山此可推出天鹅座距地球约４０００光年。根据美国国家宇航局凯用航空天文台探测的最新结果，ＭＷＣ３４９炽热恒星周围充满气体与尘埃的圆盘正辐射出红外线激光。...     

子午工程首枚气象火箭大气探测结果分析

2010 年6 月3 日凌晨, 子午工程首枚气象火箭在海南火箭发射场成功发射. 本文利用此次气象火箭探测的大气温度、风场和辅助火箭发射的气球探测的大气温度数据, 分析了大气温度、风场随高度的变化, 研究了大气风剪切、重力波和大气动力学稳定性. 此外, 将大气温度和风场随高度的剖面与SABER/TIMED 卫星的温度探测、MSIS00 模式和HWM07 模式结果作了对比分析.     

充满活力的空间天文学

以人造卫星上天为标志而兴起的空间天文学,是继十七世纪伽里略开始的光学天文、二十世纪四十年代诞生的射电天文之后,天文学发展的又一个里程碑,它给古老的天文学带来崭新的面貌,使天文学产生一次新的飞跃. 空间天文学是在大气外层空间探索宇宙奥秘的.这种独特的天文观测环境使它具有地面天文观测所无法比拟的优越性.它突破了地球大气的屏障,直接探测天体的辐射、宇宙高能粒子和行星际介质样品,开拓电磁波的观测波段,使天文学有可能进入全波天文时代. 这种内在的优越性使得空间天文学在其发展过程