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从山顶站点对洛杉矶痕量气体分布进行近红外遥感监测
摘要： 洛杉矶盆地是主要温室气体（二氧化碳和甲烷）及污染物一氧化碳的重要人为排放源，对区域和全球气候变化有显著影响。我们提出一种利用高分辨率光谱遥感技术监测该盆地温室气体时空分布的新方法。自2010年5月起，加州理工学院喷气推进实验室（JPL）在威尔逊山部署了名为CLARS-FTS的新型傅里叶变换光谱仪，用于自动化长期温室气体观测。本文介绍了该仪器设计与性能：从海拔1673米的山顶站点，仪器按预设程序序列对准洛杉矶盆地地面目标区域，记录近红外太阳反射辐射光谱。每日多次反演各目标区域的温室气体柱平均干空气摩尔分数（XGHG），包括XCO2、XCH4和XCO。同时记录本地Spectralon?散射板的光谱以确定站点上空背景（自由对流层）柱含量。通过对比盆地目标与散射板的测量数据，可估算边界层部分柱含量的目标组分。文中阐述了将干涉图转换为光谱的算法，以及从光谱推导柱含量并评估测量精度与准确度的方法。CLARS温室气体测量为推断相对乃至绝对排放量提供了依据。
关键词： 柱丰度、遥感、温室气体、傅里叶变换光谱仪、洛杉矶盆地
更新于2025-09-23 15:22:29
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N<sub>2</sub>高激发单重态的间接预解离
摘要： 通过采用同步辐射和傅里叶变换光谱仪进行真空紫外光吸收实验，研究了N?分子b1Σ??(v=20)能级的间接预解离现象，并借助一个定量模型（该模型处理相互作用的1Π?与1Σ??束缚态与非束缚态，可求解耦合薛定谔方程）进行解释。模型识别出b1Σ??(v=20)预解离线宽中观测到的转动局域峰，源于其与混合的c3Π?与o3Π?里德伯态中一个强预解离且未观测到的束缚态相互作用，导致b1Σ??(v=20)解离至b1Π?价电子态连续区。除转动局域峰外，b1Σ??(v=20)残余的预解离现象无法用1Π?与1Σ??相互作用机制解释，必然涉及更高多重度的态。
关键词： 傅里叶变换光谱仪、耦合薛定谔方程、真空紫外光吸收、氮气（N?）、间接预解离、同步辐射
更新于2025-09-23 15:21:01
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GLORIA光谱仪的机械与热学设置
摘要： 新型机载万向架式大气辐射成像观测仪（GLORIA）用于测量大气痕量成分的红外辐射。该仪器包含一台冷却式成像傅里叶变换光谱仪，在非加压机舱环境中以环境温度运行。整个光谱仪通过万向架指向大气目标。为达到大气辐射测量所需的灵敏度，光谱仪光学系统需在低于220K的温度下工作。受限于狭小空间和高机动性要求，必须采用轻量化紧凑设计。冷却光学系统需承受高压、温度梯度、湿度和振动。为此研发了结合高性能隔热材料的二氧化碳与液氮复合冷却系统，以满足机械、热力及后勤保障需求。严苛的机械与空间要求促使研发团队设计了新型刚性直线滑轨结构，以实现高光谱分辨率所需的大光程差。本文阐述了GLORIA的机械与热力配置方案，并展示了其在两架不同研究飞机上的性能测试结果。
关键词： 冷却系统、大气痕量成分、傅里叶变换光谱仪、热设计、机械设计、GLORIA（仪器名称）、红外辐射、机载（设备）
更新于2025-09-10 09:29:36
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SPT-3G相机的光学特性表征
摘要： 第三代南极望远镜相机旨在通过约16,000个超导转变边沿传感器（TES）测辐射热计，测量三个频段（中心频率分别为95、150和220 GHz）的宇宙微波背景辐射。探测器晶圆上的每个多色阵列元件均配备宽带蛇形天线，通过集总元件滤波器将信号耦合至六个TES——每个观测频段及两种偏振方向各对应一个。十块探测器晶圆组成探测器阵列，通过大孔径光学系统与天空耦合。本文展示了采用傅里叶变换光谱仪进行的频段特性表征、光学时间常数测量、波束特性以及探测器阵列的光学与偏振效率数据。探测器频段与模拟结果一致，平均光学效率较高：95、150和220 GHz探测器的效率分别为86%、77%和66%。探测器时间常数大多介于0.5至5毫秒之间。波束呈圆形且尺寸正确，多数测辐射热计的偏振效率超过90%。
关键词： 频段、波束、傅里叶变换光谱仪、宇宙微波背景辐射、过渡边缘传感器、偏振、光学效率、时间常数
更新于2025-09-09 09:28:46
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芬兰索丹屈莱的傅里叶变换光谱仪柱状二氧化碳测量数据
摘要： 自2009年初以来，芬兰索丹屈莱（北纬67.4°，东经26.6°）持续开展傅里叶变换光谱仪（FTS）观测。该FTS仪器参与全球碳柱观测网（TCCON），并经过优化以测量大气中关键温室气体的丰度。索丹屈莱是芬诺斯堪底亚地区唯一的TCCON站点。本文报告了2009至2015年期间测量的CO?时间序列，并描述了索丹屈莱的FTS系统及数据处理流程。我们发现月均柱状CO?值最低点出现在8月，最高值出现在2月至5月期间。年际变化在6月至9月期间最为显著，这与生长季相关。在2009至2015年的FTS观测期间，我们观测到柱状CO?以每年2.2±0.2 ppm的速度增长。月均柱状CO?值首次超过400 ppm水平是在2014年2月。
关键词： 二氧化碳，索丹屈莱，总碳柱观测网，傅里叶变换光谱仪，温室气体
更新于2025-09-09 09:28:46
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研究船搭载的XCO<sub>2</sub>和XCH<sub>4</sub>纬度断面精确移动遥感
摘要： 一台便携式傅里叶变换光谱仪（型号EM27/SUN）被部署在研究船"极地之星"号上，通过直接太阳吸收光谱法测量二氧化碳（XCO2）和甲烷（XCH4）的柱平均干空气摩尔分数。我们报告了在2014年3月5日从南非开普敦（34°S，18°E）至2014年4月14日德国布雷默港（54°N，19°E）为期六周的大西洋巡航期间，在移动平台上进行实地操作时，为实现XCO2和XCH4反演结果达到百分之几的目标精度所需的技术开发、数据校准与处理措施。结果表明，我们的太阳跟踪器在整个航程中通常能实现对太阳中心0.05°以内的跟踪精度，这使得即使在恶劣环境风速条件下也能准确获取XCO2和XCH4数据。我们定义了多个光谱筛选质量过滤器，例如当视场被船舶结构部分遮挡或视线穿过船舶排气羽流时。清洁海洋空气中的测量数据可用于表征虚假的气团依赖性?；疃崾?，将该光谱仪与德国卡尔斯鲁厄的TCCON（总碳柱观测网络）仪器并行部署，从而确定了使整个活动记录可追溯至世界气象组织（WMO）标准的校准系数。与GOSAT卫星观测及欧洲中期天气预报中心（ECMWF）哥白尼大气监测服务（CAMS）建模浓度场的对比表明，该观测系统非常适合提供海洋上空及跨半球断面的验证机会。
关键词： 太阳能跟踪器，EM27/SUN，大气温室气体，XCO2，XCH4，傅里叶变换光谱仪，船载测量
更新于2025-09-04 15:30:14