大气光谱学是研究大气化学和物理性质的关键技术，通过探究光与大气中分子和颗粒的相互作用来研究大气问题，广泛应用于全球气候变化、碳预算评估和空气污染研究等领域。目前大气光谱遥感所使用的光栅光谱仪、外差光谱幅度计和傅里叶变换光谱仪（FTS）等技术能够以不同的时间和空间分辨率提供地球大气成分的光谱学数据。然而，这些技术存在诸多限制，如无法在夜间进行测量、无法同时测量多种组分等。

近日，由合肥国家实验室/中国科学技术大学、新疆天文台等组成的交叉研究团队，通过发展大功率低噪声光梳，结合时间频率传递等精密测量技术，在国际上首次实现了百公里级的开放大气双光梳光谱测量。该技术可应用于监测大尺度范围的地球大气温室气体（GHG）和污染气体，还可以扩展到卫星和地面之间的大气双光梳光谱测量，用于全球尺度的温室气体监测和精确校准。相关成果于2024年9月12日在线发表于国际学术期刊《自然·光子学》（Nature Photonics）上。

开放大气双光梳光谱技术（Dual-Comb Spectroscopy）被证明是进行准确、连续、多气体测量的理想技术。双光梳光谱技术具有高采集速度、溯源至原子钟级别的绝对频率精度和可以同时测量多个组分等优点，在油田监测、城市车辆排放、畜牧排放测量和温室气体监测等领域有广泛应用。该技术不受湍流散斑和背景噪声的影响，在原理上能够在不校准的情况下测量更长的距离，因此被认为是用于大气遥感的理想精密光谱工具。

此项研究工作中，新疆天文台作为参与单位，对测量平台的搭建与实验数据的获取，做出了重要的贡献。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41566-024-01525-9