近日，由中國極地研究中心牽頭，武漢大學、中國科學院大氣物理研究所、山東省科學院海洋儀器儀表研究所合作研發(fā)的我國首套極區(qū)中低層大氣激光雷達探測系統(tǒng)，通過技術(shù)暨業(yè)務試運行驗收。該系統(tǒng)與目前正在研發(fā)的鈉熒光多普勒激光雷達系統(tǒng)相結(jié)合，首次在南極地區(qū)利用激光雷達系統(tǒng)實現(xiàn)極區(qū)大氣準全高程地基同步觀測，為海洋環(huán)境安全保障提供了重要資料，為我國開展極區(qū)大氣前沿科學問題研究提供了關(guān)鍵技術(shù)與裝備。

△南極中山站激光雷達觀測棟

極區(qū)大氣是全球大氣體系中的關(guān)鍵區(qū)域。對極區(qū)大氣動力學、熱力學結(jié)構(gòu)和變化過程、極區(qū)大氣波動引起的不同大氣圈層內(nèi)的能量和動量傳輸與耗散過程等進行機制研究，是揭示大氣運動規(guī)律、地球各圈層相互作用和人類活動影響的關(guān)鍵。該系統(tǒng)可通過轉(zhuǎn)動拉曼激光雷達模塊獲取對流層大氣溫度的精細結(jié)構(gòu)，通過瑞利／米散射激光雷達模塊獲取平流層-中間層大氣溫度、密度和云數(shù)據(jù)，通過相干多普勒測風激光雷達模塊獲取邊界層大氣風場精細結(jié)構(gòu)。

據(jù)介紹，20世紀90年代，我國開始建設南極中山站極區(qū)空間環(huán)境觀測系統(tǒng)。經(jīng)過多年發(fā)展，我國在中山站建成了涵蓋極光、電離層和地磁等觀測要素的世界先進水平的極區(qū)空間環(huán)境自主觀測系統(tǒng)，并實現(xiàn)了常態(tài)化運行。“十二五”期間，在海洋公益性科研專項“極區(qū)海洋大氣與空間環(huán)境業(yè)務化監(jiān)測及其在氣候變化預測中的應用”支持下，我國開展了極區(qū)大氣探測激光雷達關(guān)鍵技術(shù)和原理樣機研究。“十三五”伊始，國家重點研發(fā)計劃重點專項“極地環(huán)境觀測/探測技術(shù)與裝備研發(fā)”開展了“極區(qū)大氣鈉熒光多普勒激光雷達探測系統(tǒng)研發(fā)”工作。該系統(tǒng)在中國南極科學考察第35次隊度夏期間部署在南極中山站，在南極地區(qū)首次實現(xiàn)中間層和低熱層大氣溫度和三維風場全天時探測，開展極區(qū)中高層大氣和電離層耦合的相關(guān)觀測研究。2018年，在國家重點研發(fā)計劃重點專項“面向氣候變化的極區(qū)大氣與空間環(huán)境業(yè)務化監(jiān)測與研究”支持下，我國首套極區(qū)中低層大氣激光雷達探測系統(tǒng)研發(fā)成功。該系統(tǒng)于2019年9月8日在湖北武漢完成整體集成、調(diào)試和優(yōu)化，于2019年9月17日完成了國內(nèi)的外場試驗驗收，并隨我國第36次南極科學考察隊赴南極，在度夏期間完成極區(qū)中低層大氣激光雷達探測系統(tǒng)集成、調(diào)試和優(yōu)化，成功部署在南極中山站。

目前，該系統(tǒng)在南極現(xiàn)場已采集數(shù)據(jù)半年以上，獲得初步反演結(jié)果，各模塊性能均達到設計要求。

下面，一起看看南極中山站極區(qū)中低層大氣激光雷達夜晚開展觀測時候的照片↓↓↓