中高層大氣風場探測多普勒差分干涉技術（特邀）

肖旸，馮玉濤，文鎮清，傅頔

（1 中國科學院西安光學精密機械研究所 光譜成像技術重點實驗室，西安710119）

（2 中國科學院大學，北京100049）

0 引言

風場作為表征中高層大氣動力學特征的重要參數，是認識高層大氣的物理現象和過程、揭示基本規律及其變化、研究與下層大氣之間動量、能量和成分輸運、建立預報預測模型所不可或缺的基礎數據［1］。同時也對理解當前地球科學研究中廣泛關注的日-地系統的天氣和氣候變化及能量收支平衡、地球系統的氣候變化和環境變遷及預測等重大科學問題有重要幫助。高層大氣風場還對電離層預報模式的精度具有不可忽略的影響，進而影響無線電傳輸及通訊［2］。在應用領域，中高層大氣風場還是航天器發射、運行和返回過程的安全保障、亞軌道飛行器和臨近空間平臺的運行控制、無線電通信等領域的重要環境保障要素。因此中高層大氣風場觀測技術也一直是大氣探測和空間環境監測領域的重要研究方向。

天地基被動光學遙感是獲取中高層大氣風場直接觀測數據的重要手段，20 世紀60年代國際上開始利用地基光學干涉儀開展高層大氣風場探測，并同步開展天基中高層大氣風場探測干涉儀載荷技術試驗研究。先后基于法布里-珀羅（Fabry-Pérot interferometer，FP）干涉儀、廣角邁克爾遜（Wide Angle Michelson Interferometer，WAM）干涉儀兩種體制發展出了一系列代表性科學儀器和衛星載荷。據MERIWETHER J W 統計截止2006年全世界至少有10 個天文臺擁有有效工作的地基中高層大氣風場測量Fabry-Perot 干涉儀和廣角邁克爾遜干涉儀，這些天文臺觀測得到的數據幫助人們理解中間層和熱層過去三十年不同地區包括赤道、中緯度、極地區域的動力學特征［3］。……