空间中心科研人员在基于非对称空间外差光学干涉仪大气风场探测方面取得进展

中高层大气中性风场是研究中高层大气动力学、热层-电离层耦合过程的非常重要的物理参数。在子午工程二期被动光学监测设备项目资助下，中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气全国重点实验室朱亚军研究员团队研制了基于非对称空间外差光谱技术（ASHS）的双通道光学干涉仪（Dual-Channel Optical Interferometer, DCOI），该设备通过探测OI 557.7nm和OI 630.0nm气辉光谱的多普勒频移获取了中间层顶96km和热层250km附近的大气中性风场。目前，该设备已部署于子午工程二期的11个台站，建成了全球首个业务化运行的ASHS地基测风观测网，实现了对中层顶至热层区域风场的常规观测。为了验证该新型地基风场探测技术的有效性，利用子午工程漠河、榆中与武汉同站点的流星雷达和钠激光雷达探测的风场数据，实现了基于不同探测原理的中间层顶区域风场的对比验证分析。对比分析结果表明：(1) DCOI观测结果与流星雷达、钠激光雷达数据具有良好一致性，其中在榆中站发现双通道光学干涉仪与钠激光雷达探测风场的线性相关性可达0.92；(2) 相关性分析揭示出三种技术所测风场存在显著的高度依赖性差异。

图1. DCOI和漠河站流星雷达(左)、榆中站钠激光雷达(右)探测经向风和纬向风在五个高度和高度加权平均后的风速相关性比较分析。

图2. DCOI和流星雷达、钠激光雷达探测高度加权平均后的风场的时间序列对比分析（左：漠河站，中：武汉站，右：榆中站；上：经向风，下：纬向风）

子午工程二期双通道光学干涉仪风场探测的有效性验证以及常规组网观测为中层顶和热层中性风场时空演化研究提供关键数据支撑。以上研究成果发表于学术期刊《Space Weather》。这项研究受子午工程、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划、国家重点研发和国家自然科学基金等项目的联合资助

论文链接: https://doi.org/10.1029/2025SW004468

（供稿：天气室）