微波临边探测器MLS

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1、微波临边探测器 MLS一、 Aura 卫星地球观测系统EOS系列的第三颗卫星Aura卫星于2004年7月15日发射成 功。美国宇航局的这颗大气成分或环境监测卫星,目的是研究大气成分,测定污 染物的移动和平流层臭氧的恢复情况以及对气候变化的影响。Aura卫星定位于 705公里高度，每日绕地13到14圈，计划运行寿命为6年。Aura卫星的重要功 能之一是了解局地的空气污染将如何影响全球大气,同时探明全球大气化学成分 及气候变化如何影响局地空气质量的。详见http:/aura.gsfc.nasa.gov/。EOS Aura Atmospheric Profile MeasurementsOMI al

2、so measures UVB flux, cloud top/cover, and column abundances of Q, NO2, BrO, aerosol and volcanic SO2 TES also measures several additi on al special products* such as CIONQ, CF2CI2, CFCI3 N2O and volcanic SO2geopofl height10080504030252015105 (EM SCMaAoqQ0w01OC) EM,Eanoqe 4M60ll图 EOS Aura 卫星大气廓线测量结果

3、Aura卫星上搭载以下4台仪器： 高分辨率动态临边探测器 HIRDLS (High Resolution Dynamics Limb Sounder) 微波临边探测器(MLS, Microwave Limb Sounder) 臭氧监测仪 OMI( Ozone Monitoring Instrument ) 对流层散射光谱辐射计 TES ( Tropospheric Emission Spectrometer)Aura上的4个传感器(HIRDLS、MLS、OMI和TES)能够每天提供全球臭氧层、 空气质量和关键气候参数的观测,其联合观测可以帮助认识平流层和对流层对臭 氧的贡献及影响臭氧分布的输送

4、、物理和化学过程。二、UARS卫星的微波临边探测器MLS最早的微波临边探测器MLS搭载在NASA的高层大气研究卫星UARS(UpperAtmosphere Research Satellite）上，由 NASA 喷气推进实验室（JPL）研制。UARS卫星发射于1991年9月12日，共载有10台仪器。UARS卫星MLS的探测目 的主要是对探测威胁臭氧层的工业氯氟烃，提供全球范围的一氧化氯（ClO）资 料、获悉破坏臭氧的氯的主要形式。UARS MLS同时还用于探测平流层的臭氧和 水汽。UARS MLS获得的其他探测资料有：平流层温度、对流层上部水汽、云的 冰水含量、平流层HNO、进入平流层的火山S

5、O、与大气重力波相关的温度变化 32和平流层CH CN。3通常提供的UARS MLS探测资料为1991年9月29日-1994年3月15日的逐 日资料（平流层水汽资料终止于1993年4月15日）。为了保持MLS天线扫描机 械装置的寿命和保存UARS卫星的能量，1994年3月15日以后探测资料日益减 少。MLS最终停止观测是在2001年8月25日。三、Aura卫星的微波临边探测器MLS微波临边探测器MLS，同时也是EOS Aura卫星的重要探测器之一，主要用 于测量地球大气临边的微波热辐射，通过临边扫描来观测从平流层到对流层顶的 118、190、240、640GHz和2.5THz光谱范围的微波散射

6、。MLS 资料既可用于反演 03、H20、BrO、ClO、HCl、HOCl、OH、H02、HCN、CO、 HN03、N2O和SO2混合比的垂直廓线，也可用于反演冰的相对湿度、云含水量、 云含冰量、重力势高度和温度。MLS观测资料的垂直分辨率是3 km左右，空间范围基本为全球（南北纬82 之间）。每条廓线沿卫星轨迹的空间间隔为1.5（约165 km）,时间间隔为24.7s。MLS进行日间和夜间全球观测。MLS探测的内容有大气成分、温度、湿度和 云冰，用于开展以下研究工作：（1）跟踪监测平流层臭氧层的稳定性；（2）帮助改进气候变化预测水平；（3）帮助提高对全球空气质量的认识。MLS探测的是Aura卫星飞行方向前端地球“临边”（即边缘大气的边缘）发 射的微波热量，每25s完成一次从地表到约90km高度的扫描。未来的MLS技术 将通过更短波长的红外、可见光和紫外通道，探测到冰云和气溶胶。图 Aura 上搭载的 MLS 仪器EOS MLS 仪器包括三个模块：(1) GHz辐射计模块，有118个640 GHz接收器和一个带有0.8X1.6m主镜的 偏置型天线；(2) THz辐射计模块，有2250个GHz接收器、THz望远镜和与GHz天线同步扫 描的扫描镜；(3) 分光计模块，用来接收、检测和数字化来自GHz和THz辐射计模块的信号, 并通过卫星将数字化信号发送到地面。