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在科技部国家重点研发计划项目的资助和中国极地研究中心的支持下,11月底,山东省科学院海洋仪器仪表研究所自主研制的“相干多普勒测风激光雷达”搭载“雪龙号”随中国第36次南极科考队顺利抵达南极中山站。通过集装箱吊运、海冰运输和陆上吊装等多种方式,于12月27日顺利完成雷达的安装、调试和部署,并进行了10小时的连续观测,为南极洲低空大气探测提供了全新的观测手段。这是我国首次在南极部署相干多普勒测风激光雷达,填补了我国对南极大陆低空大气风场探测的空白。  极区大气作为整个地球大气系统中的一个重要组成部分,其温度和风场的结构与变化关系到全球大气系统的运动,也关系到极地环境下“海-气-冰”不同圈层相互作用的基本过程,对全球气候变化有深远的影响。该激光雷达利用大气后向散射信号与系统本振光差频获取多普勒频移,进而反演得到大气风场,具有灵敏度高、精度高和稳定性高等特点,可对0-2 km高度范围内的大气风场进行高精度、高时空分辨率、全天时的观测。该雷达由山东省科学院海洋仪器仪表研究所独立设计研发,具有完全自主知识产权,代表了国内激光雷达研发的先进水平。  山东省科学院海洋仪器仪表研究所“激光雷达探测技术”创新团队自组建以来,紧跟国际学术前沿、面向国家重大需求和国民经济主战场,大胆探索、勇于创新,从最初研发完成我国首台船载多波长大气气溶胶激光雷达,到参与研发了国际上首台在南极部署的可全天时观测80-110 km大气温度和风场的激光雷达,到此次在南极安装完成我国首台相干多普勒测风激光雷达,稳扎稳打,不断取得科研新突破。  “十三五”规划收官之年将至,海仪所将紧抓“经略海洋”和“科教融合”的良好发展机遇,继续开拓视野、精益求精,力争取得突破性重大科研成果,助力科教融合发展,为海洋强省建设提供新动能。  标签: 激光雷达

航天科工环境气象雷达完成科考试验

中国第35次南极科学考察队日前在南极中山站顺利完成钠荧光多普勒激光雷达探测系统的安装和调试,首次同时探测到南极中间层顶区大气温度和三维风场,填补了极隙区中高层大气探测的空白。

科技日报北京6月26日电 (通讯员赵懿 记者付毅飞)记者26日从中国航天科工集团三院获悉,该院35所环境气象雷达项目两型产品——船载激光风剖面仪及小型相干测风激光雷达,近日完成春季海上试验。这是两种探测体制的激光雷达的首次联合试验,同时利用GPS探空探测手段,在我国乃至国际上尚属首次。

激光雷达项目负责人、中国极地研究中心研究员黄文涛介绍说,激光雷达在天空晴好、无大片云层遮挡时,可24小时昼夜连续观测。

小型相干测风激光雷达作为相干多普勒激光雷达,工作在人眼不可见的红外波段,可实现地面至低空3000米大气风场的无盲区探测,具有很高的时间分辨率、空间分辨率和精确度。可填补风廓线雷达低空探测能力的不足,能连续获取大气边界层范围内的风场等参数。船载风剖面仪是非相干多普勒激光雷达,主要用于大气边界层和低空对流层大气环境及气象参数的探测,系统采用气溶胶散射灵敏型探测波段,并兼顾大气分子散射效率,能够测量大气风廓线、三维风场、云底高度、气溶胶浓度三维分布、气溶胶消光系数、能见度及温度廓线等。

极区是地球空间环境和空间天气现象等相关监测的关键平台,中山站是开展极区高空大气物理现象研究的理想场所,其所处独特的极隙区纬度,是太阳风深入地球空间的关键通道,对观测研究太阳风能量注入对地球空间环境的影响、电离层的响应等有重要意义。

本次试验为研究海洋大气边界层三维风场和气溶胶光学特性,探索海洋气溶胶环境和船载测量条件下的大气风场、海洋气象参数、边界层特征多尺度探测方法,积累我国海气边界层剖面观测资料和卫星同步印证数据提供了有力支持,并为下一步针对船载应用的激光雷达产品定型奠定了坚实的基础。

激光雷达系统在南极中山站的成功安装和业务化观测,标志着中国在极区大气探测领域已掌握国际前沿关键技术,将为研究极隙区中高层大气对太阳风粒子注入的响应以及全球大气环流相互作用等科学问题提供宝贵的观测数据。

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这一项目是在科技部国家重点研发计划支持下,由中国极地研究中心、中国科学院武汉物理与数学研究所、中国科学院大气物理研究所、山东省科学院海洋仪器仪表研究所和武汉大学组成的科研团队负责实施。