portant;font-size:17px !important;font-weight:normal;"> 早期的研究結果表明，紫外線激光雷達可以為(wei) 天氣和氣候研究提供重要的新數據，但激光功率正在緩慢衰減。

portant;font-size:17px !important;font-weight:normal;"> 從(cong) 衛星發射激光脈衝(chong) 是測量風速的最佳方法。因此，裝備激光雷達的風神衛星於(yu) 去年8月發射，標誌著在測量世界各地從(cong) 地麵到平流層用於(yu) 天氣預報和氣候研究的風速方麵取得了突破。

portant;font-size:17px !important;font-weight:normal;"> 最初的9個(ge) 月證明了它的價(jia) 值。”歐洲航天局地球觀測主任Josef Aschbacher5月說：“風能數據的質量非常好。”然而，用於(yu) 測量的阿拉丁紫外激光器發出的高能脈衝(chong) 變得越來越暗。

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portant;font-size:17px !important;font-weight:normal;"> 近日，歐空局將開啟一台備用激光器，預計將花費3至4周時間進行調試。”風神號的任務經理Tommaso Parrinello在一封電子郵件中告訴Spectrum，“第一批數據隻能由專(zhuan) 家用戶獲得，應該在7月底之前提供。”歐空局預計還需要一個(ge) 月的時間來確認繼續研究天氣和氣候的數據質量。

portant;font-size:17px !important;font-weight:normal;"> 天氣和氣候趨勢取決(jue) 於(yu) 風速，因此準確測量整個(ge) 大氣中的風速對天氣預報和氣候研究至關(guan) 重要。我們(men) 可以通過觀察風驅動雲(yun) 的運動和風吹海洋表麵的湍流來間接估算風速。然而，最精確的速度測量是將探頭直接插入移動的空氣中。氣象氣球是最常見的探測器，由地麵和飛機安裝的儀(yi) 器補充，但這些探測器的數量是有限的。

portant;font-size:17px !important;font-weight:normal;"> 向空中發射激光脈衝(chong) 是另一種測量風速的方法。把激光放在衛星上可以讓它的脈衝(chong) 探測全世界的大氣。空氣分子將一些激光直接散射回激光器，在這個(ge) 過程中，波長稍微移動一點，移動量取決(jue) 於(yu) 分子的速度。安裝在衛星上的傳(chuan) 感器可以檢測激光輸出和反射光之間的差異，從(cong) 而測量空氣速度。這種激光被稱為(wei) 激光雷達或激光雷達，最著名的是它的短程應用於(yu) 警察測速和自動駕駛汽車。

portant;font-size:17px !important;font-weight:normal;"> 激光雷達以前曾在太空飛行過，但主要是用來測量離地麵的距離。一個(ge) 著名的例子是火星軌道器激光高度計，它從(cong) 火星全球勘測員那裏繪製了這顆紅色行星的地圖。這很有效，因為(wei) 堅硬的表麵能反射大部分激光能量。另一方麵，空氣隻反射激光的一小部分，使其更難測量風速。然而，空氣在較短的波長下散射更多的光，所以激光雷達的返回可以通過使用在較短的紫外線波長下發射高能脈衝(chong) 來增加。

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portant;font-size:17px !important;font-weight:normal;"> Illustration: ESAA technical view of the ADM-Aeolus satellite’s Aladin instrument. It incorporates two powerful lasers, a large telescope and very sensitive receivers. The laser generates UV light which is beamed towards Earth. 

portant;font-size:17px !important;font-weight:normal;"> 歐空局定製了一種高功率激光器，他們(men) 稱之為(wei) Aladin，工作非常穩定，在精確的波段每秒發射50個(ge) 脈衝(chong) 進行測量。激光工作得很好，但是當他們(men) 在2005年在真空中測試光學係統時，他們(men) 發現強烈的紫外線脈衝(chong) 破壞了光學表麵易碎的塗層，模糊了光學係統。修複這一問題花了十多年時間，並在去年推出風神號時將總成本提高到5.6億(yi) 美元。

portant;font-size:17px !important;font-weight:normal;"> 激光一到達軌道就發射了65毫焦耳的紫外線，但在最初的9個(ge) 月裏，這種能量下降了20%到30%，Aschbacher說，5月份它每周會(hui) 損失1毫焦耳。Parrinello說，這是比早期的高能紫外線激光器在太空中取得的巨大進步，後者在幾個(ge) 小時內(nei) 就失效了。歐洲中期天氣預報中心發現，所得數據足以提高天氣預報質量。然而，在功率下降的速度下，風神號將無法收集三年來尋求研究的數據。

portant;font-size:17px !important;font-weight:normal;"> 對衛星性能的分析發現，損失源於(yu) 激光的多個(ge) 問題，而不是早期光學困難的重現。激光束似乎偏離了目標區域，降低了輸出功率。半導體(ti) 二極管激光器把輸入的電能轉換成紫外光，似乎在變暗。

portant;font-size:17px !important;font-weight:normal;"> 幸運的是，歐空局的設計包括一個(ge) 冗餘(yu) 激光器，作為(wei) 原始激光器的備份。備用激光器的設計基本上與(yu) 衰落激光器相同，但沒有使用備用激光器，地麵試驗表明其脈衝(chong) 能量可以更容易地調整。Parrinello說，備用激光的額外裕度應該足以讓Aeolus收集所需的三年數據，但他警告說，大功率激光任務“離失敗隻有一步之遙”。衛星壽命也受到穩定其球體(ti) 所需的有限燃料的限製。影響範圍在320公裏處，海拔很低，每周都需要提升。

portant;font-size:17px !important;font-weight:normal;"> 風神號的研究結果已經引起人們(men) 對一顆用於(yu) 氣象觀測的後續運行衛星的興(xing) 趣，Parrinello說，歐空局已經與(yu) 歐洲氣象衛星利用組織交換了意向書(shu) 。