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| 中國海洋大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)成功部署國內(nèi)首套面向海上臺(tái)風(fēng)觀測的繆子望遠(yuǎn)鏡 開辟臺(tái)風(fēng)觀測新技術(shù) |
| http://www.szphoebest.com 2025年10月27日 來源：華禹教育網(wǎng) |
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10月12日至13日，中國海洋大學(xué)聯(lián)合山東大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)在“同濟(jì)∙海一號(hào)”東海多圈層綜合觀測塔上成功完成國內(nèi)首套面向海上臺(tái)風(fēng)觀測的繆子望遠(yuǎn)鏡原理樣機(jī)的安裝部署，正式開啟針對(duì)東海臺(tái)風(fēng)的初步觀測試驗(yàn)。目前設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳情況良好�？娮油h(yuǎn)鏡具備高靈敏度與高精度成像能力，能夠?yàn)榕_(tái)風(fēng)拍攝其“密度造影”圖像，并實(shí)現(xiàn)持續(xù)實(shí)時(shí)成像，動(dòng)態(tài)跟蹤臺(tái)風(fēng)密度結(jié)構(gòu)的演變過程。這標(biāo)志著我國首次將繆子成像技術(shù)應(yīng)用于海洋臺(tái)風(fēng)觀測，為臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)信息的探測與研究開辟了新的技術(shù)路徑，推動(dòng)臺(tái)風(fēng)-海洋觀測技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。
繆子是自然界的基本粒子之一，具有極強(qiáng)的穿透能力，最高能量的繆子可穿透相當(dāng)于十公里水深的物質(zhì)。宇宙線與地球大氣層的相互作用會(huì)產(chǎn)生大量繆子，海平面處的繆子計(jì)數(shù)率約為每平方米每秒160個(gè)。當(dāng)繆子穿越臺(tái)風(fēng)等天氣過程時(shí)，其通量會(huì)因途經(jīng)路徑上的大氣密度差異而發(fā)生變化。通過精確測量來自不同方向的繆子通量，該系統(tǒng)可反演出臺(tái)風(fēng)的密度分布，實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)的“透視”成像。
圖1 繆子望遠(yuǎn)鏡針對(duì)東海臺(tái)風(fēng)的觀測原理與試驗(yàn)示意圖
東海是全球臺(tái)風(fēng)最活躍的海區(qū)之一，年均約有7-8個(gè)臺(tái)風(fēng)影響或登陸我國東部沿海，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重威脅。準(zhǔn)確預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)路徑和強(qiáng)度是防災(zāi)減災(zāi)的關(guān)鍵，而獲取臺(tái)風(fēng)的結(jié)構(gòu)信息是提高預(yù)報(bào)精度的基礎(chǔ)。在無臺(tái)風(fēng)影響時(shí)，繆子望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)進(jìn)行大氣繆子背景通量的常規(guī)觀測，積累背景繆子通量數(shù)據(jù)；當(dāng)臺(tái)風(fēng)進(jìn)入觀測范圍，則立即啟動(dòng)高頻觀測模式，捕捉臺(tái)風(fēng)的路徑和結(jié)構(gòu)信息。
圖2 繆子望遠(yuǎn)鏡原理樣機(jī)部署后數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳情況
此次首套繆子望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的成功布放，填補(bǔ)了國內(nèi)外在該觀測技術(shù)領(lǐng)域的空白。未來，繆子成像技術(shù)不僅有望成為監(jiān)測目標(biāo)臺(tái)風(fēng)三維結(jié)構(gòu)的有效工具，還可應(yīng)用于中尺度對(duì)流系統(tǒng)等強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測，為臺(tái)風(fēng)科學(xué)研究、精準(zhǔn)預(yù)報(bào)及防災(zāi)減災(zāi)提供全新的觀測技術(shù)支撐與研究視角。
該設(shè)備在同濟(jì)大學(xué)翦知湣院士的支持下，由中國海洋大學(xué)田紀(jì)偉教授、山東大學(xué)祝成光教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)研制，海上試驗(yàn)與部署得到了同濟(jì)大學(xué)海底科學(xué)觀測網(wǎng)總工藝師楊群慧教授，中國海洋大學(xué)科學(xué)技術(shù)處、海洋與大氣學(xué)院等的大力支持。
文：李子光
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