大气湍流廓线测量有了高精度低成本新方法

来源：科技日报
记者：赵汉斌

29日，大气低成中国科学院云南天文台宣布，湍流该台联合中山大学及国内外合作者，廓线成功完成了多星湍流监测仪（MTM）技术的测量全流程闭环验证，确立了其在实际台址监测中的有高可靠性。这一低成本、精度便携式的本新观测方案，为我国下一代大型光学望远镜的大气低成台址勘测提供了极具工程应用价值的技术路径。相关研究成果已发表于国际权威期刊《皇家天文学会月刊》。湍流

痛点：传统探测设备成本高、廓线部署难

地基光学望远镜的测量观测质量，核心受制于大气湍流导致的有高成像模糊问题。建设超大型天文观测设备的精度前提，是本新必须精准掌握不同高度大气湍流的分层数据。然而，大气低成传统湍流探测设备存在定制成本高、部署门槛大等缺陷，难以在偏远且新建的观测站点灵活应用。

2019年问世的多星湍流监测仪（MTM）技术，理论上可通过小型望远镜反演湍流垂直分布，但长期缺乏在真实复杂大气环境下的完整实测验证，限制了其实际应用。

突破：跨国团队打通技术全链条

云南天文台与中山大学联合加拿大英属哥伦比亚大学、国家天文台研究人员，组建跨国跨机构团队，首次打通了多星湍流监测仪技术从数学建模、数值模拟、自动化数据处理到野外夜间实测的全链条实验闭环。

研究团队选址四川稻城无名山观测站开展同步对比试验。现场部署了两套配置差异明显的商用便携望远镜系统，并搭配行业标准差分像运动监测仪作为基准设备进行同步观测。

实测数据表明：
* 两套多星湍流监测仪系统测得的大气视宁度变化曲线，与专业基准设备高度贴合；
* 系统能够精准还原夜间大气湍流的实时演变趋势。

价值：高普适性、低成本、高精度

相较于传统专业设备，多星湍流监测仪依托商用小型望远镜即可搭建，具备成本低、部署灵活、测量精度可靠、通用性强四大优势。

研究人员通过严谨的数值模拟和外场实测证实，这是一种具备高普适性、低成本且高精度的通用型观测方法。该技术可为我国下一代大型光学及红外望远镜的台址勘选、长期气象与湍流廓线监测，提供切实可行的工程应用方案。

(责任编辑：探索)