首页 >中科院空间环境监测网

在中科网中,进行中高层大气的观测的台站有香河站、廊坊站、武汉小洪山站和合肥站共计4个台站,进行中高层大气观测的设备有5套。

香河站MST雷达可以研究中、高层大气风场的空间结构和时间变化,辩明中、高层大气中一些关键的动力学过程,弄清中、高层大气与电离层及低层大气的耦合机制。各高度层的水平风速、风向、垂直气流信号信噪比和廓线等数据。

廊坊站车载中频雷达采用空分天线阵体制,利用低电离层对中频电波的部分反射信号,探测中间层和低热层(MLT)的大气水平风场和电离层D层的电子密度,工作频率为1.99MHz,发射总功率高达64kW,探测高度分辨率为2km,时间分辨率为2min,风速测量系统误差为5%~10% ,实现了雷达系统全天候24小时无人值守观测。该中频雷达为国内首部可重部署中频雷达,雷达主机部署在车载平台上,雷达天线阵也采取了可重部署设计,可以在短期内完成在新建观测场址的雷达系统部署。

武汉小洪山站的激光雷达是国内第一台高空Na层探测激光雷达(获中科院科技进步二等奖,1998);发展了高空瑞利和高空Na层同时观测的双波长激光雷达,实现了近地面~110km高空瑞利散射和高空Na层的同时探测(获湖北省科技进步二等奖,2006);突破了Na原子滤光器的关键技术,使得Na层荧光激光雷达能够白天工作,并用于高空Na层激光雷达的24小时连续观测(获国家技术发明奖,2011)。

合肥站的瑞利-钠荧光激光雷达是从2006年5月开始进入常规长期观测的,激光雷达工作波长为532nm(用于气溶胶和大气温度、密度探测)和589nm(用于钠层密度探测)。在米散射模式下,532nm波长可以探测近地面到0km高度的大气气溶胶消光散射,垂直分辨率为15-150m;在瑞利工作模式下,532nm波长夜间可以探测到30km到70km的大气密度温度,垂直分辨率为150-300m;在钠荧光共振模式下,589nm波长可以探测夜间80-110km钠层密度廓线,垂直分辨率为75m-600m。本激光雷达主要有激光发射、光学接收和信号检测三部分组成,各部分的主要结构如图所示。激光雷达能够在晴朗夜间条件下实现常规观测,采集上传数据。

40km多普勒测风激光雷达系统,测量10~40km高度风场信息。激光发射机发射激光到大气中,激光大气分子的后向散射信号由望远镜接收并通过光纤耦合到光学接收机中,经过鉴频器由光电探测系统检测出激光多普勒信息,从而获得径向风速,四个方向扫描得到水平风场。本套设备是国内第一台,亚洲首次测量40km高度测风激光雷达,Optics Express副主编认为“该系统探测及对比结果引人瞩目,40km高度的风场探测少报到,该激光雷达是亚洲首次。”该系统2010年和2011年参与两次国家重大试验任务。

实时监测数据样例

合肥地区钠原子数密度的夜间变化情况图。横轴都是时间轴(采用世界时),纵轴都是高度,颜色代表钠原子密度(原子数/立方厘米)。
合肥地区大气密度的夜间变化情况图。横轴都是时间轴(采用世界时),纵轴都是高度,颜色分表大气密度(对密度以10为底取对数,密度单位为分子数/立方厘米)。
合肥地区大气温度的夜间变化情况图。横轴都是时间轴(采用世界时),纵轴都是高度,颜色代表大气温度(K)。
40km测风激光雷达与探空气球、欧洲中尺度大气模型对比测量结果,在30km以下三者观测的风场变化一致性较好。
60km测风激光雷达与探空气球、欧洲中尺度大气模型对比测量结果,在30km以下三者观测的风场变化一致性较好。测风激光雷达所测量的风场变化趋势在15~60km之间与欧洲中尺度模型的结果一致。
2011年9月和10月连续风场观测结果,20km附近零风层现象比较明显,东西风向变化比较明显,进入10月这种现象逐渐消失。
 
 
2013年11月份,连续风场观测结果,20km附近零风层现象比较明显,风向呈现为西风,东西风切换现象消失。
 
 
MST监测雷达-廓线图
 
MST雷达监测数据-SNR
 
MST雷达监测数据-三维风场
 
MST雷达可以研究中、高层大气风场的空间结构和时间变化,辩明中、高层大气中一些关键的动力学过程,弄清中、高层大气与电离层及低层大气的耦合机制。各高度层的水平风速、风向、垂直气流信号信噪比数据;各高度层的水平风速、风向、垂直气流廓线;水平风速、风向、垂直气流廓线随时间变化图;水平风速、风向、垂直气流数值曲线图;探测数据气象报表文件;风廓线图、风矢图、风羽图、信噪比图等。
中频雷达观测的纬向风月变化(2009.6-2014.6),主要应用于科学研究
中频雷达观测的经向风月变化(2009.6-2014.6),主要应用于科学研究
中频雷达观测到风场数据研究MLT风场对平流层爆发性增温事件的响应
激光雷达设备通过采用双波长技术,实现瑞利散射和钠层荧光回波的同时探测。通过探测可以提供30~70km中层大气温度、数密和70~120km高空钠层原子数密共计三种数据。
It's recommended that you access this website using IE7 or Firefox     Conference AdminPowrered by Duckling(CSP 1.4.7P2)