“在此之前，世界上并沒有對于大氣層長期的、持續(xù)的、全大氣層的、高分辨率的觀測。” 9月9日，“多波段多大氣成分主被動綜合探測系統(tǒng)”項目首席科學家－中國科學院大氣物理研究所呂達仁院士在項目現(xiàn)場演示與專家咨詢會議上說。記者從會上獲悉，多波段多大氣成分主被動綜合探測系統(tǒng)是我國自主研制的全球首套全（中性）大氣層（覆蓋從近地面、對流層、平流層、中間層、一直到低熱層）多成分、多要素的大型地基綜合探測系統(tǒng)。
據(jù)了解，多波段多大氣成分主被動綜合探測系統(tǒng)（Atmospheric Profiling Synthetic Observation System，簡稱APSOS）是國家自然科學基金委首批資助的國家重大科研儀器設(shè)備研制專項之一。項目于2012年正式啟動，由中國科學院大氣物理研究所牽頭，聯(lián)合國內(nèi)其他6家科研單位，成功研制了APSOS系統(tǒng)。利用世界領(lǐng)先水平的激光、微波和太赫茲遙感探測技術(shù)，APSOS系統(tǒng)不但能夠獲得大氣溫度、濕度、風場和云層分布等多種氣象要素，而且能夠?qū)崟r監(jiān)測溫室氣體和污染氣體的時空變化。
揭秘氣候環(huán)境變化
眾所周知，地球周圍有一層很厚的大氣層。大氣層按高度分為對流層（距地約10～20公里）、平流層（距地約20～50公里）、中間層（距地約50～85公里）、熱層（距地約100～800公里）和逃逸層。熱層的大氣因受太陽輻射，溫度較高，氣體分子或原子大量電離，能導電，故又稱為電離層。我們把熱層以下這些不帶電的大氣層稱為中性大氣層，APSOS系統(tǒng)就是圍繞中性大氣層來進行探測的。
過去幾十年以來，大氣探測技術(shù)在多方面已經(jīng)有了長足的發(fā)展，國內(nèi)外科學技術(shù)界通過不同的前沿技術(shù)實現(xiàn)了對大氣層的探測，并據(jù)此產(chǎn)生了不少重要的科學成果。研制APSOS系統(tǒng)的科學目標是為了獲得同一垂直氣柱內(nèi)的大氣多要素的同時變化特征，以實現(xiàn)對大氣垂直結(jié)構(gòu)、運動變化與成分輸送的研究。
關(guān)于APSOS系統(tǒng)，通俗來講，就是將多臺觀測設(shè)備放置在同一臺站，對天頂方向同一區(qū)域的大氣進行同步觀測，通過對觀測數(shù)據(jù)的分析處理來獲取該區(qū)域大氣的分布特征；以高時空分辨率來“捕捉”一些瞬變過程，來理解和認識大氣的運動過程；以長期觀測資料來理解全大氣層對太陽活動和地表人類活動的響應(yīng)，例如，全球變暖中的低層大氣變暖和高層大氣變冷現(xiàn)象。
該系統(tǒng)的特色在于對全（中性）大氣層多成分和多要素資料的同步獲取，這些包括了溫度、風場、臭氧、二氧化碳、水汽、NO2、SO2、CO2、云和氣溶膠，這些都在氣候和環(huán)境變化中都扮演著重要角色。其中，氣溶膠指的是大氣中的固態(tài)和液態(tài)懸浮顆粒物，例如，大家所熟知的PM2．5就屬于氣溶膠的一種。
APSOS整裝待發(fā)
該系統(tǒng)目前已在安徽淮南大氣科學研究院完成內(nèi)地的聯(lián)調(diào)工作，即將在海拔4300米的西藏羊八井國際宇宙線觀測站全面建成并長期開展青藏高原大氣觀測研究。
對于APSOS系統(tǒng)，專家組在聽取了項目組作的研究進展匯報，并進行了質(zhì)詢后，給出了專家組意見。專家組對項目組的儀器研制進展給予了肯定，意見指出項目組完成了各分系統(tǒng)在淮南等地的調(diào)試工作，包括：綜合集成與反演驗證平臺及組合望遠鏡系統(tǒng)、5套激光雷達系統(tǒng)、太赫茲超導輻射波譜儀和W波段測云雷達，各系統(tǒng)均達到了項目計劃書規(guī)定技術(shù)指標。
同時，專家組也對系統(tǒng)在高原特殊運行環(huán)境下的適應(yīng)性問題提出了建議，專家組表示，項目組要充分考慮青藏高原的特殊運行環(huán)境，對系統(tǒng)進行優(yōu)化，滿足特殊環(huán)境運行條件，考慮系統(tǒng)的高原環(huán)境適應(yīng)性。
據(jù)了解，APSOS系統(tǒng)的建成，不但能夠大幅提升我國在大氣環(huán)境探測方面的綜合國力和技術(shù)水平，還能夠為大氣環(huán)境監(jiān)測、氣象災害預報和空間安全保障等提供有價值的觀測數(shù)據(jù)，有助于對大氣中新過程、新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和理解。同時，還可為我國自主研發(fā)星載大氣探測設(shè)備提供必要的技術(shù)積累。
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