科学岛团队在高分辨率激光外差光谱应用于风场探测方面获得新进展

近日，中科院合肥研究院安光所高晓明研究员团队在激光外差光谱应用于风场探测方面取得新进展，相关研究成果以《基于氧气矫正的高分辨率激光外差辐射计（LHR）用于平流层和对流层风场探测的研究》为题发表于美国光学学会（OSA）学术期刊Optics Express。激光外差辐射计（LHR）具有高光谱分辨率的特点，可以有效地探测到由风场引起的微小多普勒频移，结合大气透过率谱，通过光谱反演可以获得沿视线方向水平风的垂直廓线和大气柱浓度等信息。团队谈图副研究员和李竣博士生设计了基于氧气矫正的近红外激光外差光谱仪，同时测量大气O₂和CO₂透过率谱，基于受约束的内尔德－米德（Nelder－Mead’s）单纯形法，利用大气O₂透过谱来校正大气温度和压力分布，并结合最优估算法反演得到了精度为～±2．5 m／s的大气风场垂直剖面，研究结果表明，氧气校正激光外差辐射计作为便携式和小型化测量仪器在风场探测中具有广阔的应用潜力。本研究工作得到国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划、所长特别预研基金等项目的资助。双通道近红外激光外差辐射计示意图图（a）为测量的大气透射光谱；图（b）为先验风廓线（蓝色曲线）和反演的风廓线（红色虚线）