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卫星使用紫外激光雷达测量太空风速

文章出处:http://www.flylaser.cn/ 文章类型:原创 人气:发表时间:2018-08-22 15:10:00
据报道,欧洲航天局于8月22日从法属圭亚那发射一颗卫星,这是第一颗能直接测量从地球表面到平流层的风速和风向的卫星。
风是决定天气和气候的关键性因素,目前大多数测量风的数据来自于气象气球,以及商业喷射机和追踪云层的卫星。但由于测量风数据的不均匀,天气预报的不确定性增加。本次发射的这颗卫星名为Aeolus,它首次在太空中部署风力感应激光雷达,从而改善测量结果。类似于光脉冲物体检测技术,Aeolus会从距离地球320公里的空中发射分子和气溶胶。通过多年的研究,Aeolus团队研发出了坚固的涂层来抵御激光脉冲的高温加热,以及氧气罐来持续消耗挥发性有机化合物。最后,真空测试在去年年底成果完成。
至此以后,Aeolus的数据将极大地改善如今对风测量最稀疏地球的天气和气候学研究,比如海洋和热带地区。专家们预计,这将让他们预测大西洋飓风的登陆有显著改善,模拟结果显示,往后对台风路径的预测准确性会提高9%。
ESA在Vega火箭上发射了上述重达1.4吨的卫星后表示:“通过使用革命性的激光技术,Aeolus将更精准地测量全球风力,并有助于帮助人类更好地了解大气层的运作。更为重要的是,这项任务还将改善天气预报精准度。”
具有讽刺意味的是,在法属圭亚那的发射场,当天因为强风,发射计划却被迫推迟了一天。但对于已被证明是欧洲航天局技术要求最高的任务而言,这只是一个小小的插曲而已。
当前激光器面临的问题,尤其是在延长的工作期间对光学系统造成的损坏,使原始发射时间延迟了十多年。一旦完全正常运行,该卫星配备的基于二极管泵浦的Nd:YAG源的“Aladin”仪器,将从低地球轨道每秒发射50个高功率脉冲到大气中,使用多普勒激光雷达能直接测量低至每秒1米的风速。
填补空白
就在两年前,Aladin项目经理Frederic Fabre曾透露,这种仪器的强大之处在于它将提供比目前所有基于地面的系统更多的风力数据。
欧洲航天局在解释此次任务时表示:“这种精密的仪器设计用于探测最下方30公里的大气层,以提供沿卫星轨道路径的风,气溶胶和云的大致模式。Aladin由一个强大的激光器、大型望远镜和非常灵敏的接收器组成,同时是太空中首个风激光雷达。”世界气象组织已将相对缺乏直接的全球风廓线测量结果确定为当前天气预报“全球观测系统”的主要缺陷之一。通过填补这一空白,Aeolus卫星将改善天气预报和气候模拟,并带来相当大的社会经济效益。特别要指出的是,今后还能对极端天气事件进行更精准的预测。”
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