作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2014/12/15 9:48:52
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云团探测器要搭空间站便车
新数据有望改进并完善气候建模研究

国际空间站将迎来一个观测云团与气溶胶微粒的新设备。图片来源:NASA戈达德空间飞行中心

本报讯 大气科学家即将能够得到一双观测天空的新眼睛。12月16日,美国宇航局(NASA)打算发射一部新设备(CATS),用于在国际空间站(ISS)上观测云团和气溶胶。

2015年年初,安装在CATS上的激光传感器将开始收集数据,科学家希望这能够改善他们对于大气和气候的模拟研究。

长期以来,云团和被称为气溶胶的微粒(能够反射和吸收来自太阳的能量)一直困扰着气候科学家——这些物质为他们预测未来气候添加了一个主要的不确定性。

通过提供对微粒(例如尘埃和煤烟)的持续性全球观测数据,以及区分云团中的冰和水分子——它们对于温度有不同的影响,人造卫星正在帮助研究人员取得不断的进步。

NASA的CATS项目首席科学家Matthew McGill表示,CATS的数据将是对当前由NASA于2006年发射的CALIPSO卫星提供的数据的一个补充。

该局同时希望CATS将能够使那些持怀疑态度的人相信,ISS可以成为一个重要的科学平台,并有望充当包括未来人造卫星在内的新技术的试验平台。

对于1500万美元的成本而言,CATS的开销尚不足一架可以自主飞行仪器的1/10。

为了将人类活动对云团的影响与一些自然变化——例如厄尔尼诺现象——区分开来,科学家表示他们至少需要二十至三十年的持续卫星观测。而仅靠CALIPSO卫星则很难独立支撑——越来越少的燃料供给使得该卫星在2018年将无力保持现有的运行轨道。

科学家曾希望,CALIPSO的数据能够与来自EarthCARE的数据相重叠,后者是欧洲空间局(ESA)与日本宇宙航空研究开发机构的一个联合项目,其中包括一个大型的云团—气溶胶监测探测器。然而这项最初计划于2015年发射的空间任务却因故推迟到2018年,从而留下了一个具有破坏性的数据漏洞。

McGill表示,被设计用来运行3年的CATS将能够填补这一缺口。但它并不是一个完美的替代计划,因为该设备将被安装在ISS上,这将会限制其观测能力。

CALIPSO卫星的太阳同步轨道使其能够位于地球两极的上空,这里可以测量对全球气候而言非常重要的高纬度云团。该卫星还能够与被称为A-Train的其他一些卫星合作,这些卫星装载有一种名为CloudSat的仪器,能够用雷达束刺穿厚厚的云层获取更多数据。

与A-Train卫星不同,CATS将只观测位于北纬51.6度至南纬51.6度之间的云团。尽管如此,气候建模学者认为,新设备将是非常有用的。

考虑到ISS能够变换不同的轨道,这也使得CATS在两个月的时间里,在每天的任何时间都能够观测这些维度之间的任何一处地点。与此形成对比的是,A-Train卫星每天只能够在相同的时间飞过同一地点。

科罗拉多州博尔德市国家大气研究中心大气科学家Andrew Gettelman表示:“获得一个完整的深热带云团日循环将是一个完美的新数据集。”

CATS还将测试新的激光技术,该技术被设计用来更精确地测定气溶胶与云团微粒的大小。McGill指出,这些数据将使研究人员能够更准确地识别云团内部的微粒。迄今为止,科学家尚不得不将基于激光的雷达测量数据与不同的假设结合在一起推测微粒的类型。

然而CloudSat项目负责人、加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA下属喷气推进实验室大气科学家Graeme Stephens表示,CATS可能并不是一名规则的改变者。考虑到探测器之间完全不同的轨道,来自CATS的数据将很难与A-train卫星上的设备的观测结果同步。(赵熙熙)

《中国科学报》 (2014-12-15 第2版 国际)
 
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