中國(guó)科學(xué)院建立全球大氣光學(xué)湍流預(yù)測(cè)模型，發(fā)表于天文頂級(jí)期刊
發(fā)布時(shí)間：2023-10-16 1276人看過(guò)
近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院安光所建立了全球大氣光學(xué)湍流預(yù)測(cè)模型，并首次實(shí)現(xiàn)了全球大氣光學(xué)湍流強(qiáng)度時(shí)空分布預(yù)測(cè)及可視化表征（以大氣相干長(zhǎng)度衡量）。
該模型不僅豐富和提升了大氣光學(xué)湍流全球變化的科學(xué)認(rèn)知，還可為先進(jìn)光電工程、天文光學(xué)觀測(cè)、星地激光通信等應(yīng)用提供支撐。
據(jù)介紹，當(dāng)光波在地球大氣中傳播時(shí)，光學(xué)湍流會(huì)使其產(chǎn)生光斑漂移、光強(qiáng)閃爍和光束抖動(dòng)等現(xiàn)象，進(jìn)一步導(dǎo)致了工作于大氣層內(nèi)的先進(jìn)光電系統(tǒng)的性能發(fā)揮受到嚴(yán)重影響，大氣光學(xué)湍流也由此成為地基光電系統(tǒng)工程應(yīng)用的最后瓶頸。
目前，雖然已有多種探測(cè)大氣光學(xué)湍流的技術(shù)手段，但受限于多方面因素的制約，全球廣域大范圍內(nèi)光學(xué)湍流強(qiáng)度、概率分布及其時(shí)空變化等特征的獲取依然非常困難，長(zhǎng)期以來(lái)，學(xué)術(shù)界一直在開(kāi)展局域典型環(huán)境下大氣光學(xué)湍流預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建，但均未取得普適性結(jié)果。
圍繞未來(lái)廣域應(yīng)用的先進(jìn)光電系統(tǒng)對(duì)大氣光學(xué)湍流特征預(yù)測(cè)的需求，安光所大氣光學(xué)研究團(tuán)隊(duì)基于歷史探測(cè)數(shù)據(jù)集和大數(shù)據(jù)融合分析技術(shù)，并耦合歐洲第五代大氣再分析數(shù)據(jù)集，在國(guó)際上率先建立了全球大氣光學(xué)湍流預(yù)測(cè)模型，該模型突破了廣域環(huán)境下大氣光學(xué)湍流特征難以高效獲取的局限，解決了廣域大氣光學(xué)湍流預(yù)測(cè)及可視化表征的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題。
模型預(yù)測(cè)結(jié)果不僅揭示了全球大氣光學(xué)湍流參數(shù)空間分布特征，指出了在青藏高原、美洲西海岸、夏威夷群島等傳統(tǒng)具有良好大氣光學(xué)湍流條件天文站址之外，在西太平洋、非洲東北部等地區(qū)也存在同樣具有較好的大氣光學(xué)湍流條件，尤其是“非洲屋脊”埃塞俄比亞高原還可能有一個(gè)大氣光學(xué)湍流條件較好的區(qū)域；而且，與全球數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式結(jié)合，該模型還可以用于全球大氣光學(xué)湍流時(shí)間變化特征的預(yù)測(cè)，為大型地基先進(jìn)光電系統(tǒng)的中長(zhǎng)期運(yùn)行提供科學(xué)支撐。
