スーパー "レーザーポインター"は雰囲気の神秘的な要因を探索する

• View:785     2018年09月03日

• 大気の無限変化の謎を発見するために、2012年に全国主要科学研究装置開発プロジェクトの第1バッチである中国自然科学財団が、マルチバンド多気圧コンポーネント能動受動統合検出システム（APSOS）を打ち上げました。
  
  このプロジェクトは最近の日に成功に完了しました。 標高4,300メートルのチベット・ヤンバジング国際宇宙線観測所では、APSOSが活動状態に入った。夜間には大気中の温室効果ガスや汚染ガスの時間的・空間的変化を探るスーパーの「レーザーポインター」のように、緑色と黄色のレーザーが空に発射されます。

  

  APSOSプロジェクトは複数の大気象要素を同時に観測する

  APSOSの科学的目標は、気温、湿度、風力、大気中の温室効果ガス、汚染ガス、雲、エアロゾルの表面近傍から110kmまでの高い垂直分解能観測を得り、大気の垂直構造、運動の変化、成分輸送に関する研究を行うことです。
  
  過去100年にわたり、研究者は数値シミュレーションや予測を支援するためにコンピュータや数学的手法を使用していました。モデルや予測方法の構築であろうと、大気の構造、組成、プロセスや変化を長期的に監視することが不可欠です。 これらのデータは、国によって設定された気象ステーションやレーダーや衛星を含むリモートセンシングからのものです。 だから、APSOSのユニークな点は何ですか？
  
  「私たちの中核的な科学的目標は、大気の運動プロセスを制御し、相互関係とプロセスを理解し、それを定量的に記述してデジタルモデルを形成する重要な要素を得ることです。」中国科学アカデミー大気物理学研究所の研究者で中国科学アカデミーの学者であるLv Daren氏は、Science and Technology Dailyとのインタビューで語った。これらの影響要因に関するデータを入手するにはどうすればよいですか？ 世界のすべての国の衛星は多くの仕事をしており、多くのデータを提供していますが、同時に高分解能で複数の大気成分を観測することはできません」とLu Daren氏は述べています。 同時に、大気全体の主要要素の垂直方向の高い時間的および空間的解像度の長期連続観測は、気候および環境変化の基礎となる大気メカニズムをより明確に理解する上で不可欠です。
  
  APSOSプロジェクトは、この欠点を補うとともに、大気中の多成分と多因子のデータを同時に取得することです。 これらの要因には、温度、風、オゾン、二酸化炭素、水蒸気、二酸化窒素、二酸化硫黄、雲、エアロゾルなどが含まれます。 それはエアロゾルの一種です）。

  
  これらの要素はすべて、気候と環境の変化に重要な役割を果たします。 誰もが気にしているPM2.5は人の健康と密接に関係しており、エアロゾルは気候変動、大気物理過程、環境科学、大気輸送にも大きな影響を与えます。二酸化炭素排出量は世界の注目の的であり、二酸化窒素及び二酸化硫黄はまた、密接に環境汚染にリンクされています。

   

  

  中性雰囲気を正確に「カット」するためにレーザーを発射する

  地球は大気の厚い層で囲まれています。 大気は対流圏（地上から約10~20km）、成層圏（地上から約20~50km）、中間層（地上から約50~85km）に分かれています。上層は上層です。 約800km）とエスケープ層。 高温層の雰囲気は、太陽にさらされ、温度が高く、ガス分子または原子が大きくイオン化されて電気を伝導するため、電離層とも呼ばれます。
  
  「私たちは、熱層の下の無帯電雰囲気を中性雰囲気と呼び、APSOSシステムは中性雰囲気の周りに構築されています。」Lu Darenは、「この地域の研究は大気物理学と宇宙物理学の内容を開くことができるため、人間の活動と大気の動き、気候変動などの関係をより深く探ることができる」と述べた。
  
  APSOSは、マルチコンポーネントとマルチファクトリの中性大気のための世界初の大規模アクティブ - パッシブ統合検出システムです。これは、5レーザーレーダ、ミリ波雲測定レーダーステーション、テラヘルツ放射線超電導分析計として大型機器と望遠鏡の組み合わせで構成されているから成ります。空から見て、複合望遠鏡が位置する建物を中心に、装置を備えたコンテナ区画は、システム全体に「メートル」の形で分布している。
  
  その中でも、能動型光学式遠隔検出装置であるレーザレーダは、空間的・時間的分解能が高く、検出精度が高いという利点を有しており、大気中の異なる物質と相互作用するレーザ光を大気中に放出する。 光学望遠鏡は、光検出器によって受光され、電気信号に変換される。レーザレーダの原理に基づいて、受信信号を処理することによって検出された異なる物質の内容を得ることができ、ドップラー効果によって大気温度および風場が得られる。 このシステムのミリ波雲レーダーは、大量の雲の高感度検出で知られています。
  さらに、複数のレーザーレーダーは、2メートルの等価直径を達成するために4つの1.2メートル直径ミラースプライシングを使用する光学望遠鏡を共有し、レーザーレーダーの受信能力を大幅に改善する。これは、世界有数の大気検知レーザーレーダー受信望遠鏡となっています。
  
  システム内の唯一の受動的遠隔感知装置は、テラヘルツ帯で動作する超伝導放射分光計であり、中間大気中の水蒸気およびオゾンなどの温室効果ガスの含有量を検出する。 テラヘルツ帯は、利用可能で利用可能な最後の電磁波帯であり、強い大気透過能力を有し、より遠くの標的を検出することができる。
  
  現在のレーザーレーダーは日中や雷雨時に作動することはできませんが、その長期的で安定した安定性は、大気の複数の要素をきめ細かく検出するという利点があり、専門家にとってはまだまだ期待に満ちています。

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