△南極中山站激光雷達觀測棟
近日，由中國極地研究中心牽頭，武漢大學、中國科學院大氣物理研究所、山東省科學院海洋儀器儀表研究所合作研發的我國首套極區中低層大氣激光雷達探測系統，通過技術暨業務試運行驗收。該系統與目前正在研發的鈉熒光多普勒激光雷達系統相結合，首次在南極地區利用激光雷達系統實現極區大氣準全高程地基同步觀測，為海洋環境安全保障提供了重要資料，為我國開展極區大氣前沿科學問題研究提供了關鍵技術與裝備。
極區大氣是全球大氣體系中的關鍵區域。對極區大氣動力學、熱力學結構和變化過程、極區大氣波動引起的不同大氣圈層內的能量和動量傳輸與耗散過程等進行機制研究，是揭示大氣運動規律、地球各圈層相互作用和人類活動影響的關鍵。該系統可通過轉動拉曼激光雷達模塊獲取對流層大氣溫度的精細結構，通過瑞利／米散射激光雷達模塊獲取平流層-中間層大氣溫度、密度和云數據，通過相干多普勒測風激光雷達模塊獲取邊界層大氣風場精細結構。
據介紹，20世紀90年代，我國開始建設南極中山站極區空間環境觀測系統。經過多年發展，我國在中山站建成了涵蓋極光、電離層和地磁等觀測要素的世界先進水平的極區空間環境自主觀測系統，并實現了常態化運行。“十二五”期間，在海洋公益性科研專項“極區海洋大氣與空間環境業務化監測及其在氣候變化預測中的應用”支持下，我國開展了極區大氣探測激光雷達關鍵技術和原理樣機研究。“十三五”伊始，國家重點研發計劃重點專項“極地環境觀測/探測技術與裝備研發”開展了“極區大氣鈉熒光多普勒激光雷達探測系統研發”工作。該系統在中國南極科學考察第35次隊度夏期間部署在南極中山站，在南極地區首次實現中間層和低熱層大氣溫度和三維風場全天時探測，開展極區中高層大氣和電離層耦合的相關觀測研究。2018年，在國家重點研發計劃重點專項“面向氣候變化的極區大氣與空間環境業務化監測與研究”支持下，我國首套極區中低層大氣激光雷達探測系統研發成功。該系統于2019年9月8日在湖北武漢完成整體集成、調試和優化，于2019年9月17日完成了國內的外場試驗驗收，并隨我國第36次南極科學考察隊赴南極，在度夏期間完成極區中低層大氣激光雷達探測系統集成、調試和優化，成功部署在南極中山站。
目前，該系統在南極現場已采集數據半年以上，獲得初步反演結果，各模塊性能均達到設計要求。
下面，一起看看南極中山站極區中低層大氣激光雷達夜晚開展觀測時候的照片↓↓↓
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