我科学家研制设备“透视”10万米垂直大气层

中国科学院大气物理研究所近日牵头研制完成一套“多波段多大气成分主被动综合探测系统”(简称APSOS)，能够对近地100千米高度的垂直大气层进行多要素连续观测。此种形式的大气观测系统在国际上尚属首例。

大气活动瞬息万变、难以捉摸。百年来，科学界先后发展了一系列的探测手段，比如气象台站网、无线电探空网、地面微波雷达网、大气成分探测网、气象卫星等，以期更精准地了解大气的状态和变化。

APSOS项目负责人、中科院院士吕达仁告诉记者，随着大气科学的发展，要进一步提升人类对大气环境的预报、预测和预估能力，除现有的卫星观测与地基站网观测手段外，还需在垂直方向上获取较全面的长期连续观测资料。

“APSOS就是为了获得同一垂直气柱内的大气多要素的同时变化特征而研制。”吕达仁介绍，整个系统由5台激光雷达、1台毫米波测云雷达、1台太赫兹超导辐射波谱仪和1台组合望远镜构成，“通俗来讲，就是将多台观测设备放置在同一台站，对天顶方向同一区域的大气进行同步观测，从而获得这一区域内的大气温度、湿度、风场和云层分布等多种气象要素，并实时监测温室气体和污染气体的时空变化。”

利用这套系统，科学家们不仅可以实时“捕捉”到大气的一些瞬变过程进行研究，还可以为全球气候变化等更大课题的研究积累原始的大数据资源。

吕达仁介绍，该系统是中国国家自然科学基金委员会首批资助的国家重大科研仪器设备研制专项之一，由7家科研单位共同研制。“整套系统的核心技术单元均采用国际前沿技术。”

他表示，该系统的成功应用，将大幅提升我国大气环境探测的技术水平，为大气环境监测、灾害预报和科学研究提供有价值的原始数据，也为我国自主研发星载大气探测设备提供必要的技术借鉴和经验积累。

据了解，目前系统的联调工作已完成，即将在入驻西藏羊八井国际宇宙线观测站并开展长期的青藏高原大气观测研究。