研究揭示低層大氣散射對熱層風場光學探測的影響機制

　　2024年5月10日和10月10日兩次強磁暴期間，子午工程四子王旗站的兩部不同光學原理的干涉儀（法布里—珀羅與空間外差），均在極光時段觀測到南北側經向風相差超400 m/s、垂直風向下超100 m/s，且與極光亮度同步快速變化，推測與大氣散射使非視線方向極光輻射進入光學干涉儀視場造成測風偏差相關。

　　近期，為剖析異常風場成因，中國科學院國家空間科學中心研究團隊構建了低層大氣散射輻射傳輸模型，通過模擬極光輻射在低層大氣內的散射過程，定量評估了散射對光學干涉儀熱層風觀測的偏差影響。模擬結果基本再現了觀測到的異常風場特征，證實低層大氣散射是主要污染因素之一。散射引入的視線風偏差，其正負符號與極光亮區的視線風速保持一致；大小隨視線與亮區夾角增大而升高，具有方位不均勻性。極光出現在臺站北方后，散射將北方強光區的視線風速“彌散”到其他方位，使光學干涉儀在其他方向觀測到來自北方的輻射污染，造成水平風速差異。

　　這一發現不僅深化了對光學干涉儀觀測受光污染機制的理解，也為中緯度紅色極光頻發區內干涉儀測風數據的甄別提供了理論依據和技術路徑。

　　相關研究成果發表在Atmospheric Measurement Techniques上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院相關項目、子午工程等的支持。