大气红外辐射与消光特性的观测研究

简介：
本研究聚焦于大气中红外辐射及消光特性，通过精密观测分析，探讨其对气候变化的影响机制和规律。 为了满足大口径红外望远镜的选址需求，研制了一台用于测量红外辐射的设备，并对丽江天文观测站及澄江M′波段（4.605~4.755 μm）的大气红外辐射与消光特性进行了实测。采用Allan方差法和大气辐射传输方程分别分析了大气辐射的时间和空间变化数据，探讨了这些变化对红外天文观测的影响。 研究结果显示，在低频区的辐射波动较大，Allan方差随积分时间呈指数增加趋势；丽江站与澄江站的拟合参数分别为0.794和1.238。从天顶到60°天顶角的角度范围内，两站点的大气透过率分别降至约0.46和0.52，并且辐射亮度在相同角度变化下均有所增加（丽江站增长了68%，澄江站增加了72%）。 对于红外天文观测中的斩波需求，在丽江站条件下：探测器单像元的最佳频率为0.030 Hz，采用2×2 Binning时最佳频率上升至0.070 Hz；而使用4×4 Binning模式下，则进一步提高到约0.144 Hz。 通过上述实测数据所得的Allan方差、大气消光值以及推荐的最佳斩波频率可以为大口径红外望远镜的设计与选址提供重要参考依据。