行星空间环境光学遥感
发布时间：2022-01-10 05:37
行星空间环境是行星多圈层耦合系统的重要部分,是行星与星际空间进行物质和能量交换的关键区域,对行星环境演化具有重要影响.行星空间内分布着不同成分的行星大气,不同密度和能量的空间等离子体,在太阳风变化或行星内部驱动力的驱动下发生不同时间/空间尺度的物质输运、能量沉积/耗散等过程.从全局角度理解行星空间的物质和能量输运是研究行星物质逃逸的关键.光学遥感手段可以弥补传统就位探测方法无法捕捉全貌、无法区分时空变化的不足.本文介绍光学遥感的基本概念,回顾国际国内行星光学遥感探测历史,并根据我国行星科学科教融合发展规划,提出行星空间环境光学遥感的发展思路,特别是详细介绍了当前正在开展的"鸿鹄专项"球载行星光学遥感.最后,对我国行星空间环境光学遥感的未来发展进行了展望.
【文章来源】：科学通报. 2020,65(14)北大核心EICSCD
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
3种典型的光学遥感方法.(a)成像观测;(b)光谱观测;(c)光谱成像观测
为了进一步探究金星大气环流和云层演化信息,日本于2010年发射了一颗纯光学遥感卫星——“拂晓号”金星气候轨道器(Akatsuki)[54].搭载了5种光学遥感器,原计划与“欧洲金星快车”形成赤道和极轨的协同配合,但由于轨道控制原因,2015年才正式入轨.近几年的观测也取得了一些新发现,例如中低云层的赤道喷流为解释金星大气的超级旋转提供线索[55]、行星尺度弓形静态重力波[56]和地形波[57]提供理解行星表面与大气相互作用的线索.金星大气和空间环境演化还有很多秘密等待揭开,比如金星硫酸云之上可能宜居区域是否存在生命,其演化历史对地球宜居环境演化的启示意义也将随着研究的不断深入而逐渐明晰.2.3 地球空间环境
火星位于地球外侧,是离太阳最远的一颗类地行星,其在视觉上莹莹如火,中国古代称之为“荧惑”.天文学家早在18世纪就通过观测火星上的云推测火星大气的存在.借助利克天文台(位于美国加利福尼亚州汉密尔顿山)的摄影测量,1926年首次发现了火星存在大气的定量证据.直到1947年,Kuiper[69]利用地基近红外光谱观测,才首次发现了火星大气中存在CO2,“水手6号”则进一步证实火星大气主要由CO2组成[70,71],并最终由“海盗号”准确测定了火星大气成分[72].这一时期,“水手6号”还首次证实了火星存在电离层[70].地基观测的另一大重要贡献就是利用近红外光谱观测发现了火星大气中的水[73]和甲烷(CH4)[74],欧洲“火星快车”上的傅立叶光谱仪也几乎同时探测到了火星大气中的甲烷(CH4)[75].这些重大发现,包括火星接近24 h的自传周期,使得早期科学家们认为火星环境与地球相似,甚至认为火星上存在生命,这也使火星成为人类探索次数最多的类地行星.有关火星的空间探测历史,可参阅欧阳自远和邹永廖[76]主编的《火星科学概论》.图4“风云三号”广角极光成像仪拍摄的远紫外极光图像.坐标系为磁纬度和磁地方时
【参考文献】：
期刊论文
[1]从深空探测大国迈向行星科学强国[J]. 万卫星,魏勇,郭正堂,徐义刚,潘永信. 中国科学院院刊. 2019(07)
[2]我国行星物理学的发展现状与展望[J]. 戎昭金,崔峻,何飞,孔大力,张金海,邹鸿,李力刚,尧中华,魏勇,万卫星. 中国科学院院刊. 2019(07)
[3]行星科学:科学前沿与国家战略[J]. 魏勇,朱日祥. 中国科学院院刊. 2019(07)
[4]A planetary perspective on Earth’s space environment evolution[J]. Yong Wei,XinAn Yue,ZhaoJin Rong,YongXin Pan,WeiXing Wan,RiXiang Zhu. Earth and Planetary Physics. 2017(01)
本文编号：3580148
【文章来源】：科学通报. 2020,65(14)北大核心EICSCD
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
3种典型的光学遥感方法.(a)成像观测;(b)光谱观测;(c)光谱成像观测
为了进一步探究金星大气环流和云层演化信息,日本于2010年发射了一颗纯光学遥感卫星——“拂晓号”金星气候轨道器(Akatsuki)[54].搭载了5种光学遥感器,原计划与“欧洲金星快车”形成赤道和极轨的协同配合,但由于轨道控制原因,2015年才正式入轨.近几年的观测也取得了一些新发现,例如中低云层的赤道喷流为解释金星大气的超级旋转提供线索[55]、行星尺度弓形静态重力波[56]和地形波[57]提供理解行星表面与大气相互作用的线索.金星大气和空间环境演化还有很多秘密等待揭开,比如金星硫酸云之上可能宜居区域是否存在生命,其演化历史对地球宜居环境演化的启示意义也将随着研究的不断深入而逐渐明晰.2.3 地球空间环境
火星位于地球外侧,是离太阳最远的一颗类地行星,其在视觉上莹莹如火,中国古代称之为“荧惑”.天文学家早在18世纪就通过观测火星上的云推测火星大气的存在.借助利克天文台(位于美国加利福尼亚州汉密尔顿山)的摄影测量,1926年首次发现了火星存在大气的定量证据.直到1947年,Kuiper[69]利用地基近红外光谱观测,才首次发现了火星大气中存在CO2,“水手6号”则进一步证实火星大气主要由CO2组成[70,71],并最终由“海盗号”准确测定了火星大气成分[72].这一时期,“水手6号”还首次证实了火星存在电离层[70].地基观测的另一大重要贡献就是利用近红外光谱观测发现了火星大气中的水[73]和甲烷(CH4)[74],欧洲“火星快车”上的傅立叶光谱仪也几乎同时探测到了火星大气中的甲烷(CH4)[75].这些重大发现,包括火星接近24 h的自传周期,使得早期科学家们认为火星环境与地球相似,甚至认为火星上存在生命,这也使火星成为人类探索次数最多的类地行星.有关火星的空间探测历史,可参阅欧阳自远和邹永廖[76]主编的《火星科学概论》.图4“风云三号”广角极光成像仪拍摄的远紫外极光图像.坐标系为磁纬度和磁地方时
【参考文献】：
期刊论文
[1]从深空探测大国迈向行星科学强国[J]. 万卫星,魏勇,郭正堂,徐义刚,潘永信. 中国科学院院刊. 2019(07)
[2]我国行星物理学的发展现状与展望[J]. 戎昭金,崔峻,何飞,孔大力,张金海,邹鸿,李力刚,尧中华,魏勇,万卫星. 中国科学院院刊. 2019(07)
[3]行星科学:科学前沿与国家战略[J]. 魏勇,朱日祥. 中国科学院院刊. 2019(07)
[4]A planetary perspective on Earth’s space environment evolution[J]. Yong Wei,XinAn Yue,ZhaoJin Rong,YongXin Pan,WeiXing Wan,RiXiang Zhu. Earth and Planetary Physics. 2017(01)
本文编号：3580148
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