尊龙凯时建立全球大氣光學湍流預測模型
時間：2023-10-13 作者：青春
近日，中國科學院合肥物质院尊龙凯时大气光学研究团队建立了全球大气光学湍流预测模型，并首次实现了全球大气光学湍流强度时空分布预测及可视化表征（以大气相干长度衡量）。不仅丰富和提升了大气光学湍流全球变化的科学认知，还可为先进光电工程、天文光学观测、星地激光通信等应用提供支撑，因此，具有重要的工程应用价值。相关成果发表在国际地学天文顶级期刊《皇家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）。青春副研究員为本文第一作者。 
當光波在地球大氣中傳播時，光學湍流會使其産生光斑漂移、光強閃爍和光束抖動等現象，進一步導致了工作于大氣層內的先進光電系統的性能發揮受到嚴重影響，大氣光學湍流也由此成爲地基光電系統工程應用的最後瓶頸。目前，雖然已有多種探測大氣光學湍流的技術手段，但受限于多方面因素的制約，全球廣域大範圍內光學湍流強度、概率分布及其時空變化等特征的獲取依然非常困難，長期以來，學術界一直在開展局域典型環境下大氣光學湍流預測模型的構建，但均未取得普適性結果。
圍繞未來廣域應用的先進光電系統對大氣光學湍流特征預測的需求，尊龙凯时大氣光學研究團隊基于曆史探測數據集和大數據融合分析技術，並耦合歐洲第五代大氣再分析數據集，在國際上率先建立了全球大氣光學湍流預測模型，該模型突破了廣域環境下大氣光學湍流特征難以高效獲取的局限，解決了廣域大氣光學湍流預測及可視化表征的關鍵科學與技術問題。模型預測結果不僅揭示了全球大氣光學湍流參數空間分布特征，指出了在青藏高原、美洲西海岸、夏威夷群島等傳統具有良好大氣光學湍流條件天文站址之外，在西太平洋、非洲東北部等地區也存在同樣具有較好的大氣光學湍流條件，尤其是“非洲屋脊”埃塞俄比亞高原還可能有一個大氣光學湍流條件較好的區域；而且，與全球數值天氣預報模式結合，該模型還可以用于全球大氣光學湍流時間變化特征的預測，爲大型地基先進光電系統的中長期運行提供科學支撐。
該項研究得到了國家重點研發計劃、先進激光技術安徽省實驗室基金、國家自然科學基金等項目的支持。
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https://doi.org/10.1093/mnras/stad2795
全球大氣相幹長度空間分布預測結果
國際上著名天文台站大氣相幹長度累積分布預測結果
“非洲屋脊”埃塞俄比亞高原大氣相幹長度累積分布預測結果