研究目的
确定南极洲康科迪亚站大气边界层下部大气光学湍流的行为,并研究其对天文观测质量的影响。
研究成果
研究证实,大气最低层的湍流会显著影响天文观测的视宁度,最佳视宁条件出现在湍流强度较低时。该发现支持将望远镜安置在更高海拔以减少畸变,所开发的方法可应用于其他天文台址以提高观测质量。
研究不足
该研究仅限于南极洲的冬季时段,可能无法代表其他季节或地点。声雷达在探测近地面湍流方面存在技术限制,且声雷达测量与视宁度之间的相关性虽显著但非完美,表明可能存在未被考虑的因素。
1:实验设计与方法选择:
实验采用高分辨率声雷达进行湍流遥感观测,配合差分图像运动监测仪(DIMM)测量光学视宁度,并通过气象观测将湍流与天气条件相关联。
2:样本选择与数据来源:
数据采集于2012年4月至9月南极洲冰穹C的康科迪亚站冬季期间,重点监测100米以下大气边界层。
3:实验设备与材料清单:
包括高分辨率声雷达(SLM-sodar)、8米和20米高度的两台DIMM、自动气象站(AWS Milos 520)、净辐射仪(CNR1)以及无线电探空仪(RS92-GSL)。
4:0)、净辐射仪(CNR1)以及无线电探空仪(RS92-GSL)。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:声雷达以高垂直分辨率进行测量,DIMM每2分钟提供视宁度数值,气象数据持续采集。数据经质量控制处理,包括噪声扣除与异常值剔除。
5:数据分析方法:
统计分析包含湍流参数(如C2_T、TOF)、相关系数及直方图计算,以评估湍流、视宁度与气象变量的关联关系。
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sodar
SLM-sodar
ISAC-CNR
Detecting and evaluating turbulence in the atmospheric boundary layer using acoustic sounding.
-
DIMM
Measuring the seeing (atmospheric turbulence effect on astronomical images) by differential image motion monitoring.
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automatic weather station
Milos 520
Vaisala
Measuring air temperature, humidity, pressure, wind speed, and wind direction.
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net radiometer
CNR1
Kipp & Zonen
Measuring radiation balance, including short-wave and long-wave IR radiation.
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radiosonde
RS92-GSL
Vaisala
Measuring temperature, humidity, and wind profiles via daily releases.
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