阿里地区光学湍流特征研究

批准号:
11303055
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
28.0 万元
负责人:
王红帅
依托单位:
学科分类:
A1901.光学、紫外和红外天文技术和方法
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘立勇、李俊荣、马江龙、钱璇、尹佳
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中文摘要
自适应光学终端已逐渐成为现代望远镜的标准配置,大气光学湍流的相关参数对自适应光学系统的设计、评估和运行都具有至关重要的影响。为了获得阿里地区的光学湍流参数,本项目利用MASS/DIMM与模型计算方法相结合的方法,获取阿里观测站的光学湍流参数。模型计算方法采用中尺度气象模式WRF和流体力学软件相结合,由中尺度气象模式提供观测站附近的气象参数,作为流体力学软件的初始条件和边界条件,提高计算结果水平方向的分辨率。MASS/DIMM提供1年以上的台站实测结果,同时为模型方法提供校准和验证。最终获得阿里观测站及其周边200km×200km范围1年以上的长期连续的大气光学湍流参数视宁度、Cn2廓线、等晕角、大气相干时间的资料。分析阿里地区的大气光学湍流统计特征、季节变化和不同的天气过程对其影响
英文摘要
Adaptive optics device has gradually became the standard equipment of a modern telescope,and optical turbulence related parameters have critical influence on the design,evaluation and operation of adaptive optics system. The method to obtain optical turbulence parameters at Ngari site is combined measurement by MASS/DIMM with modelling method. Modelling method combine meso-scale meteorological model WRF and computational fluid dynamic software, the former with a coarse resolution offer the initial and boundary condition to the latter which with a high resulition. More than 1 year optical turbulence results will obtain by MASS/DIMM measurement, and it also can be used to calibrate and verify modelling methods. At last, we will obtain statistical data of seeing, cn2 profile, isoplanatic angle and coherent time more than 1 year at Ngari site and the surrounding 200km×200km area. The statistics of optical turbulence at Ngari area and seasonal variation,impact by different weather conditions are also analysised.
自适应光学终端已逐渐成为现代望远镜的标准配置,大气光学的相关参数对自适应光学系统的设计、评估和运行都具有至关重要的影响。为了获得阿里地区的光学湍流参数,本项目利用实测与模型计算方法相结合的方法,获取阿里观测站的光学湍流参数。.改进了基于WRF中尺度气象模式的视宁度计算方法,使其湍流廓线更符合一般统计规律。实现了100m分辨率的光学湍流参数计算。采用SRTM (Shuttle Radar Topography Mission,90米分辨率)地形数据,通过修改格式,作为WRF模式的地形数据,进行高分辨率计算。实验了100m分辨率的WRF和流体力学软件CALMET 相结合的模式系统,相对于仅使用WRF模式加高分辨率地形数据,模拟结果有明显提高。.利用这种方法获得了阿里观测站周围200km×200km 的光学湍流参数的统计特征和季节变化;特别是中国大型光学红外望远镜将阿里列为备选站址,2016年的专家组的2次实地考察中,模型计算结果为实地踏勘提供了依据; 2016年3月开始DIMM数据的连续监测,截至2016年底,已累积超过200天的视宁度数据,观测数据的对比验证正在进行。.视宁度模型计算方法也得到了良好的应用,期间向总装某单位转让了一套视宁度模型计算系统,用于台址参数评价。在中国大型光学红外望远镜选址、4米望远镜选址等项目的前期踏勘阶段,该方法计算得到的视宁度分布结果都发挥了积极作用。随着阿里观测站2017年电力接入的完成,湍流廓线数据将会启动正式监测,后期会依据观测数据,持续对湍流模型模型进行改正,并逐步开始预报气象参数和光学湍流参数。
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DOI:10.1093/mnras/stv1165
发表时间:2015-05
期刊:arXiv: Instrumentation and Methods for Astrophysics
影响因子:--
作者:L. Liu;C.Giordano;Y. Yao;J.Vernin;M. Chadid;H.-S. Wang;J. Yin;Y.-P. Wang
通讯作者:L. Liu;C.Giordano;Y. Yao;J.Vernin;M. Chadid;H.-S. Wang;J. Yin;Y.-P. Wang
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