在德国航空航天中心（DLR）的德国遥感数据中心（DFD）进行了十个红外光谱仪（地面红外P分支光谱仪），以常规监测由下热层或下热层或下的空气流监测上层区域。在该区域，原子氢与臭氧反应产生羟基分子和分子氧：
o3+ H→O2+ OH* (+ 3.32eV)
该放热反应产生的盈余能量转化为OH-分子的振动和旋转激发（ *）。这些OH* - 分子在约87 km的峰值高度上形成8公里的厚度层。
当这些分子返回其基态时，它们会释放在Ca之间的光谱区域中的红外辐射。710和2500 nm。这个oh*-airglow是夜空中最亮的现象（Leinert等，1998），因为它的亮度在10之间变化-6and 10-4 Wm-2Sr-1。
低能量转变的目的是与周围大气层保持局部热力学平衡，因为OH*的失活是通过大量连续的旋转和振动激励的连续过渡而发生的。当测量同一振动分支中多个旋转线的强度时，可以将旋转温度得出作为该高度动力学温度的估计器。
德国遥感数据中心进行了测量，该测量有助于全球范围内检测间膜变化（NDMC），该计划支持研究中层区域（80至100 km）的研究人员之间的国际合作，以早期检测到不同的变化。气候信号。
The analysis of atmospheric dynamics on all time scales continues to be an important topic of scientific interest in middle atmosphere studies. This comprises of both the characterization of different atmospheric waves and study of climate trends over several years.
根据它们的性质，大气波被分为红外，重力和行星波。它们的典型时期范围从数分钟到很多小时，对于大气重力波，行星波的几天到几周，不足的红外波（例如Pilger and Bittner，2009年）。
实验装置
In the late 1940s, Meinel (1950) relied on more than 40 hours of exposure time for his discovery of the airglow phenomenon. In contrast, the combination of a high aperture polychromator (Andor Shamrock 163) and anIngaas-Array探测器（Andor Idus DU490A-1.7）使曝光时间低至10到15秒。
该时间分辨率远高于拟合液氮冷却超低噪声光电二极管的扫描光谱仪早期所获得的。与液氮冷却系统相比，IDUS DU490A-1.7的热电冷却系统在坚固和维护需求方面提供了重大好处。结果，德国遥感数据中心目前使用了与IDUS DU490A-1.7集成的10个光谱仪中的8个。
The detector’s temperature is efficiently stabilized with the Exos-2 water recirculator, even in warm environments of +30°C or more. During routine monitoring, the grating is positioned at a permanent angle, shedding the spectral region from 1500 to 1600 nm on the 512 pixel InGaAs-array.
尽管特殊的入口光学元件已包含在某些握把仪器中，但其他入口光学器件只是朝向向上的方向来监视夜空（图1）。三叶草163（f/＃= 3.7）的F数确定了它们的视野。
图1。在Oberpfaffenhofen的德国遥感数据中心（48.09°N / 11.28°E）的Grips 6仪器的设置。该仪器由Andor Shrock 163非影像光谱仪，Andor Idus DU490A-1.7光电二极管阵列（部分隐藏在光谱仪和过滤器后方）组成，由PS-25电源供电，可与外os-sos-exos-exos-exos-exos-dower供应供电2水回流。笔记本电脑显示了使用Andor Solis软件获得的1500 nm和1600 nm之间的OH Nightglow的15秒曝光。
With regard to airglow observation, the most critical application of the iDus DU490A-1.7 is the detectors’ dark currents, which are an order of magnitude bigger than the recorded airglow signal. These dark currents remain extremely stable throughout the night, enabling accurate measurements of the intensities of emission lines.
结果和讨论
IDUS DU490A-1.7分别于2008年10月和2009年1月首次集成在Grips 5和6系统中。从那时起，这些乐器几乎整夜都进行了例行测量。
直到2011年4月，Grips 6乐器每晚都使用750晚以上的时间记录7个小时（夏季）至15小时（冬季）。在这两年中，系统的响应性没有重大变化。
In addition, the systems’ maintenance requirements also allow remote operation of spectrometers located in remote areas, such as the Arctic Lidar Observatory for Middle Atmosphere Research (ALOMAR, 69.28°N/16.01°E) in Norway (Figure 2) and the Environmental Research Station “Schneefernerhaus” (47.42°N/10.98°E), situated at Germany’s highest mountain Zugspitze.
在欧洲及其他地区，正在准备新的观察站点。使用这些系统获取的数据几乎可以通过世界数据中心实时访问大气遥感（WDC-RSAT）。
图2。左图显示了在环境研究站“ Schneefernhaus”（47.42°N / 10.98°E）中部署的5个仪器，位于德国最高山Zugspitze的海平面2650 m。右面板显示了2010 /2011年冬季在挪威的中间大气研究（Alomar，69.28°，N / 16.01°E）的北极激光痛天文台屋顶上的圆顶上的Grips 9仪器的设置。
图3描述了使用握把在夜间15秒的曝光时间从5点开始获得的标准频谱Th2011年2月至6日ThFebruary, 2011 at the Environmental Research Station “Schneefernerhaus”. In Figure 3, the intensity is provided in counts as retrieved from theIDUS DU490A-1.7在-60°C检测器温度和15秒的暴露时间下以高灵敏度模式使用。
每个像素的黑暗电流也被消除了。OH（3-1）分支的三个P1线用于测量旋转温度。该特定频谱产生的温度为213.6 K±3.5K。对于这种测量值，信噪比非常高，并且从该比率估算了不确定性。
为了比较，光子通量为约5000个光子s-1ArcSec -2 m -2 µm-1在两个Q分支的最大值（Leinert等，1998）。仪器的视野约为15°全角。
图3。中分辨率OH*-Airglow频谱在1500 nm至1600 nm之间；原始OH线宽度小于0.01 nm。The spectrum was obtained with the iDus DU490A-1.7 detector mounted at the Shamrock 163 with the slit width set to 250 µm.
在例行监测过程中，以15秒的时间间隔获取单个频谱。在德国的观察地点，每夜跨度从1800（夏季）到3600（冬季）获得的光谱量，在冬季在Alomar（69.28°N/16.01°E）中获得了多达5000个光谱。。
图4显示了6月27日的夜晚的夜间夜间演变和旋转温度Th到28Th, 2010, that were simultaneously recorded at two sites based in Southern Germany. Both systems observed relatively strong oscillations in rotational temperature and airglow intensity.
必须注意的是，气温和强度构成空气观测中的单独参数。温度不依赖于绝对强度，仅依靠相对线强度。结果，强度和温度的振荡通常不在相位。
图4。在德国南部的schneefernhaus（蓝色）上，用Oberpfaffenhofen（红色）的Grips 6仪器（蓝色）的Grips 6仪器进行的同时测量。间距区域的视野相距约200公里。
In Figure 4, the lower panel displays the respective airglow intensity difference at both sites and the upper panels display the evolution of one minute mean values of rotational temperatures. The black curves represent the dominant oscillations, which are recovered by applying the data with harmonic analysis or spectral analysis.
在这个晚上，两个站点的波动活动都有很大不同。在schneefernhaus（下面板，蓝色）的强度差异中明显观察到的2.2小时（重力）波在从Oberpfaffenhofen（下图，red）获得的数据中也可以看到，尽管其幅度降低了。60％。
图5将夜间平均值的演变描述为1月29日的Oberpfaffenhofen观察的开始Th，2009年至4月4日Th，2011年。
图5。自1月29日Oberpfaffenhofen的测量开始以来，夜间平均值OH-ARGLOW温度Th，2009年。对于629晚（占完整观察时间的80％），夜间平均值已成功检索，仅由于天气恶劣而丢失了一小部分。由于时间分辨率高，因此大量光谱导致夜间意味着导致统计不确定性，对于此处显示的每个值小于1 k。请注意，大气上的残留循环会在夏季和冬季高温下引起低温。强大的日常变化主要是由所谓的行星波引起的。
Conclusion
由于该系统的出色性能，全天候80％的夜间平均温度已成功恢复。这是中高尺度观测位点的特殊值。
出色的时间覆盖范围归因于高度分辨率，该分辨率有助于利用云覆盖率中的微小差距，以获得足够数量的代表性夜间平均值数据。这甚至是在可见性条件相对较差的夜晚实现的。
此信息已从Andor Technology Ltd提供的材料中采购，审查和调整。欧洲杯足球竞彩
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