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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。