中国海洋大学科研团队成功部署国内首套面向海上台风观测的缪子望远镜 开辟台风观测新技术

 10月12日至13日，中国海洋大学联合山东大学、同济大学在“同济∙海一号”东海多圈层综合观测塔上成功完成国内首套面向海上台风观测的缪子望远镜原理样机的安装部署，正式开启针对东海台风的初步观测试验。目前设备运行稳定，数据实时回传情况良好。缪子望远镜具备高灵敏度与高精度成像能力，能够为台风拍摄其“密度造影”图像，并实现持续实时成像，动态跟踪台风密度结构的演变过程。这标志着我国首次将缪子成像技术应用于海洋台风观测，为台风结构信息的探测与研究开辟了新的技术路径，推动台风-海洋观测技术实现跨越式发展。

缪子是自然界的基本粒子之一，具有极强的穿透能力，最高能量的缪子可穿透相当于十公里水深的物质。宇宙线与地球大气层的相互作用会产生大量缪子，海平面处的缪子计数率约为每平方米每秒160个。当缪子穿越台风等天气过程时，其通量会因途经路径上的大气密度差异而发生变化。通过精确测量来自不同方向的缪子通量，该系统可反演出台风的密度分布，实现对台风结构的“透视”成像。

图1 缪子望远镜针对东海台风的观测原理与试验示意图

东海是全球台风最活跃的海区之一，年均约有7-8个台风影响或登陆我国东部沿海，给人民生命财产安全带来严重威胁。准确预报台风路径和强度是防灾减灾的关键，而获取台风的结构信息是提高预报精度的基础。在无台风影响时，缪子望远镜系统进行大气缪子背景通量的常规观测，积累背景缪子通量数据；当台风进入观测范围，则立即启动高频观测模式，捕捉台风的路径和结构信息。

图2 缪子望远镜原理样机部署后数据实时回传情况

此次首套缪子望远镜系统的成功布放，填补了国内外在该观测技术领域的空白。未来，缪子成像技术不仅有望成为监测目标台风三维结构的有效工具，还可应用于中尺度对流系统等强对流天气的监测，为台风科学研究、精准预报及防灾减灾提供全新的观测技术支撑与研究视角。

该设备在同济大学翦知湣院士的支持下，由中国海洋大学田纪伟教授、山东大学祝成光教授带领团队设计研制，海上试验与部署得到了同济大学海底科学观测网总工艺师杨群慧教授，中国海洋大学科学技术处、海洋与大气学院等的大力支持。

文：李子光