云团探测器要搭空间站便车

国际空间站将欢迎一种观察云和气溶胶粒子的新设备。资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心

通过这份报纸，大气科学家将很快能够获得一双新的眼睛来观察天空。12月16日，美国宇航局计划发射一种新设备(CATS)，用于观察国际空间站上的云和气溶胶。

2015年初，安装在CATS的激光传感器将开始收集数据，科学家希望这将改善他们对大气和气候的模拟。

长期以来，被称为气溶胶(可以反射和吸收来自太阳的能量)的云和粒子一直困扰着气候科学家——这些物质给他们对未来气候的预测增加了很大的不确定性。

卫星通过提供对粒子(如灰尘和煤烟)的连续全球观测，以及区分对温度有不同影响的云中的冰和水分子，帮助研究人员不断取得进展。

美国国家航空航天局CATS项目的首席科学家马修·麦吉尔说，CATS的数据将是对美国国家航空航天局2006年发射的CALIPSO卫星目前提供的数据的补充。

该机构还希望CATS能够说服那些怀疑国际空间站能否成为一个重要科学平台的人，并有望成为包括未来卫星在内的新技术的测试平台。

花费1500万美元，CATS的成本不到自动飞行仪器的1/10。

为了区分人类活动对云层的影响和一些自然变化，如厄尔尼诺现象，科学家们表示，它们至少需要20到30年的连续卫星观测。另一方面，单靠CALIPSO卫星很难支撑——由于燃料供应减少，该卫星在2018年将无法维持当前的轨道。

科学家们曾希望来自CALIPSO的数据能够与来自EarthCARE的数据重叠，EarthCare是欧洲航天局(欧空局)和日本宇宙航空研究开发机构的一个联合项目，其中包括一个大型云团-气溶胶监测探测器。然而，由于某种原因，原定于2015年发射的太空任务被推迟到了2018年，留下了破坏性的数据缺口。

麦克吉尔说，CATS设计运行3年将能够填补这一空白。然而，这不是一个完美的替换计划，因为该设备将安装在国际空间站上，这将限制其观察能力。

CALIPSO卫星的太阳同步轨道使其能够位于地球两极之上，在那里可以测量对全球气候至关重要的高纬度云层。这颗卫星还可以与其他名为A-Train的卫星合作，A-Train装备了一个名为CloudSat的仪器，可以用雷达波束穿透厚云获取更多数据。

与“火车”卫星不同，CATS将只观测位于北纬51.6度至南纬51.6度之间的云。然而，气候建模者认为新设备将非常有用。

考虑到国际空间站可以改变不同的轨道，这也使得CATS能够在两个月内的任何时间观察这些维度之间的任何地方。相比之下，火车卫星每天只能在同一时间飞越同一个地方。

科罗拉多州博尔德国家大气研究中心的大气科学家安德鲁·盖特尔曼说:“获得一个完整的热带深层云的日循环将是一个完美的新数据集。”

CATS还将测试一种新的激光技术，该技术旨在更精确地测量气溶胶和云粒子的大小。麦克吉尔指出，这些数据将使研究人员能够更准确地识别云中的粒子。到目前为止，科学家们不得不将基于激光的雷达测量与不同的假设相结合来预测粒子的类型。

然而，位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的美国宇航局喷气推进实验室的大气科学家、云卫星项目负责人格雷姆·斯蒂芬斯说，CATS可能不会改变规则。考虑到探测器之间的轨道完全不同，来自CATS的数据将难以与A-train卫星上设备的观测结果同步。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2014-12-15，第二版国际)