歐洲大陸氣候受海洋影響較大,利用傳統方法很難對歐洲的氣候作出準確預報。德國與法國科學家最近進行合作研究,利用激光測量大氣中水蒸氣的飽和程度,以對局部地區的降雨作出準確預報。
據德國之聲報道,德國柏林自由大學和法國里昂大學的科學家們首先向空中發射一束高頻高能的激光,利用其性能特點在經過“聚焦-散焦”的過程后形成一個獨特的凝結核。而后利用另外一束激光對凝結核上聚集水分的情況進行觀察,借此測量空氣中的水蒸氣飽和度,并最終對該地區的降雨作出預報。
科學家解釋說,他們選中的高頻高能激光的脈沖間隔僅為約千萬億分之一秒,但其能量級卻達到萬億瓦。由于在激光束的橫截面上,其中心和邊緣部位的激光強度自然分布不同,即中心最強,邊緣較弱,因此激光束的橫截面就能產生如同聚光鏡的效應,并使空氣中的分子離子化。而離子化過程又將改變激光束橫截面上電荷的分布,反過來又會影響空氣的折射率,使得激光束開始散焦。這樣一個“聚焦-散焦”相互作用、交替變化的過程,在最終達到穩定態后會生成由電子和離子構成的一根所謂的離子絲,也就是科學家所需要的空中凝結核。
鑒于空中水蒸氣飽和度的不同,在這一凝結核上聚集的水分情況也不同。而科學家們之后再借助另外一束激光,就可以通過對凝結核上的水滴生成情況進行觀察,從而測量出該地區空氣中的水蒸氣飽和度,為準確預報降雨提供依據。
參與研究的韋斯特教授介紹說,這一光學測量方法的優勢在于無需向大氣釋放常用的探測物,簡便易行。此外,利用該方法還可對冰雹等災害作出準確預告,幫助人們用人工催雨等方法化解災情。據悉,科學家已經為新方法申請專利。
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