中国科学家完成首次大气湍流原位探测实验

观察者网从中科院合肥物质科学研究院了解到，该院安徽光机所大气光学研究中心吴晓庆研究员、罗涛研究员带领课题组，日前圆满完成了由中科院空天信息研究院牵头的临近空间科学实验系统战略性先导专项（以下简称“鸿鹄专项”）在青海省大柴旦地区、西藏自治区拉萨市等地同步开展的大气湍流原位探测及湍流探空等实验。

图1 全系统动态发放（转载自鸿鹄专项办公室）

大气中能量和物质交换、污染物的输送和扩散均与大气湍流密切相关。以往的研究大多集中在边界层和对流层的湍流特别是动力湍流的研究上，而热力湍流在该领域的研究有限。此外由于临近空间探测手段匮乏，尤其是原位探测手段的缺失，临近空间热力湍流对物质交换过程的影响研究十分欠缺。

　图2 浮空器平台充气作业（转载自鸿鹄专项办公室）

据介绍，本次飞行实验浮空器平台首次实施了不同高度的受控飞行和大范围迂回飞行，总飞行时间为13小时8分钟，最大飞行高度为21625米，在21—22千米高度平飞时间为10小时16分钟，在16—17千米高度平飞时间为45分钟，飞行平台和大气湍流原位测量科学载荷按计划完成了所有飞行和实验科目，数据记录完整，实现了预期目标，第一阶段实验取得圆满成功。

图3 大气湍流原位测量载荷安装、调试及大气湍流探空实验

在本次“鸿鹄专项”的实验中，由中科院安徽光机所大气光学研究中心自行研制的临近空间大气湍流原位探测设备，利用浮空器平台，通过高精度微温阵列测量平流层下热力湍流强度、湍流谱和大气稳定度等数据，用以研究临近空间大气热力湍流对物质交换过程的影响，有望为临近空间预报模型的改进等提供关键的数据支撑和科学依据。

　　图4 载荷运行轨迹的高度随时间变化

据悉，本次实验是“鸿鹄专项”2019年度在青藏高原地区的首次大型实验，后续还将进行第二次飞行实验和地基观测实验。