基于氧分子O_2(a^1Δ_g)O_(19)P_(18)发射谱线的平流层、中间层大气风场星载探测可行性探讨

摘要

提出并分析了以O_2(a^1Δ_g)O_(19)P_(18)(7 772.03cm^(-1))发射谱线为目标源进行平流层、中间层大气风场星载临边探测的可行性及优势.基于大气模型和辐射传输理论建立O_2(a^1Δ_g,υ′=0)→O_2(X^3Σ_g,υ″=0)带的辐射传输模型,并分析多重散射和非局地热平衡效应影响下的目标源临边光谱辐亮度.表明发射线O_2(a^1Δ_g)O_(19)P_(18)(7 772.03cm^(-1))自吸收微弱、辐射强、光谱分立度好,能大大降低对测风干涉仪光谱分辨率、滤光系统带宽的要求,进而使载荷更易于实现小型化、高稳定性.以星载测风多普勒差分干涉仪技术方案为例,对以O_2(a^1Δ_g)O_(19)P_(18)(7 772.03cm^(-1))为探测目标源的视线风速反演精度进行了仿真分析,结果表明40～70km高度范围内视线风速测量精度优于5m/s;适当放宽风速反演精度情况下,探测范围能够向40km以下扩展.研究结果将为平流层、中间层大气风场星载探测提供一条低成本、高精度、自主可行的技术路线.